• 한국수자원학회논문집
• /
• 제45권8호
• /
• pp.827-837
• /
• 2012

확률강우량은 수공구조물의 설계에 있어 중요한 역할을 하며 이러한 확률강우량의 산정은 일반적으로 일변량 빈도해석을 수행하고 최적의 확률분포형을 찾아냄으로써 계산된다. 하지만 일변량 빈도해석은 수행 시 지속기간이 제한적이라는 단점이 있으며 이를 보완하기 위해 본 연구에서는 이변량 빈도해석을 수행하였다. 다변량 모형인 copula 모형 중3가지의 분포형을 이용하여 5개 지점의 연최대강우사상에 대해 이 변량 빈도해석을 수행하였으며 확률변수로 강우량과 지속기간을 사용하였다. 주변분포형은 강우량에는 Gumbel (GUM), generalized logistic (GLO) 분포형, 지속기간에는 generalized extreme value (GEV), GUM, GLO 분포형이사용됐으며 copula 모형은Frank, Joe, Gumbel-Hougaard 모형을 이용하였다. 주변분포형의 매개변수는 확률가중모멘트법을 이용하여 추정하였으며, copula 모형의 매개변수는 준모수방법인 의사최우도법을 사용하여 구하였다. 이를 통해 얻어진 확률강우량을 주변분포형과 copula 모형을바꾸어가며 비교하였다. 그 결과, 주변분포형의 종류에 따른 변화에서는 지속기간의 분포형에는 크게 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 강우량의 분포형에 따라서는 조금씩 차이가 났으며 강우량의 분포형이 GUM일 경우, GLO일 때에 비해 재현기간이 증가할수록 확률강우량이 증가하는 경향이 두드러졌다. Copula 모형별로 비교해보았을 때, Joe, Gumbel-Hougaard 모형은 비슷한 경향을 나타내었으며 Frank 모형은 재현기간의 증가에 따른 확률강우량의 증가가 강하게 나타냈다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제12권5호
• /
• pp.33-36
• /
• 2007

최근 들어 preferential flow같은 현장조건의 불균질한 매질을 이동하는 지하수 거동해석에 이류 분산 방정식을 적용하는데 많은 문제점들이 제기되어 왔다. 이에 따라 Kim 등(2005)은 최소한의 모형인자로 preferential flow 경로를 통한 토양지하수의 흐름을 예측할 수 있는 간단한 모형을 개발한 바 있다. Kim 등(2005)이 제시한 Generalized Preferential Flow Model(GPFM)은 토양을 표층주변의 분배 층(distribution layer)과 그 밑의 운반구역(conveyance zone)으로 나누어 거동을 예측하고 있다. 본 연구에서는 GPFM을 간단히 소개하고 기존의 다른 실험결과에 적용한 후 이류분산방정식(CDM)과의 비교를 통해 모형을 검증해 보고자 하였다. 기존에 발표된 두 개의 실험값에 GPFM을 적용해본 결과, GPFM은 세 가지 인자-유효함수비, 유속, 분산계수-를 입력하여 silty 및 sandy loam 토양 내 추적자의 파과곡선을 잘 예측하였다. CDM을 이용한 예측 값과 비교한 결과 GPFM과 CDM 모두 실제 관측된 파과곡선과 일치된 경향을 보였으나, GPFM에 의해 추측된 인자들이 더 현실적으로 가능한 값을 나타내었다. 인용된 두 실험값에 GPFM을 적용할 경우 예측 값에 가장 영향을 끼친 인자는 유효함수비로 나타났는데, 이는 Kim 등(2005)이 같은 종류의 토양에서 유속이 GPFM의 결과에 가장 영향을 끼쳤다고 보고한 것에 비해, 다른 성질의 토양에서는 유효 함수비가 가장 결정적인 인자임을 보여준다. 본 연구를 통해 GPFM이 이용하기가 쉽고 여러 가지 현장조건에 적용성이 높아 preferential flow 경로를 통한 토양지하수의 흐름을 예측할 수 있는 유용한 도구임을 확인하였다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제50권3호
• /
• pp.211-221
• /
• 2017

수문통계분야에서는 극치 사상을 해석하기 위해 generalized extreme value (GEV), generalized logistic (GLO), Gumbel (GUM) 모형과 같은 다양한 극치분포들을 사용하여 왔다. 특히 우리나라 강우 사상의 경우 다양한 극치분포 모형 중 GEV 분포와 Gumbel 분포가 비교적 적합한 것으로 알려져 있지만 하나의 형상매개변수를 가지고 있어 각 분포 모형이 나타낼 수 있는 통계적 특성에 한계를 가지고 있다. 이러한 점에서 두 개의 형상매개변수를 가지고 있어 분포 모형이 나타낼 수 있는 통계적 특성의 범위가 넓은 분포의 적용이 필요하다. 이에 본 연구에서는 두 개의 형상매개변수를 가지고 있어 다양한 통계적 특성을 표현할 수 있는 Burr XII 분포와 우리나라 620개 지점의 강우자료의 무차원 L-moment 비를 이용하여 우리나라 강우자료의 수문학적 적용성을 검토하였다. 이를 위해 Burr XII 분포의 L-moment ratio인 L-skewness와 L-kurtosis를 유도하고 그 관계식을 이용하여 L-moment diagram을 작성하고 620개 지점이 해당 영역에 포함되는 정도를 검토하여 그 적용성을 살펴보았다. 그 결과 L-skewness가 L-kurtosis보다 상대적으로 큰 한강 유역에 해당하는 지점들에 대한 Burr XII 분포의 적용성이 우수한 것으로 나타났으며, 이는 일반적으로 많이 사용되는 GEV 또는 Gumbel 분포를 대체할 수 있는 분포가 될 가능성을 보였다고 할 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제16권3호
• /
• pp.2234-2241
• /
• 2015

본 연구에서는 국내 지반의 전단강도정수와 콘지수 사이의 상관관계를 확립하기 위하여 먼저 콘관입 모델을 통한 이론적 상관관계를 정리하고 이의 신뢰도를 높이기 위하여 인공신경망 기법을 적용하였다. 이론적 상관관계는 이론식을 유도하면서 적용한 가정들로 인하여 신뢰성 있는 지반의 거동을 예측하기 어려운 측면이 있다. 따라서 인공신경망 기법을 적용하여 이론적, 경험적 방법과 같은 기존의 방법과는 다른 새로운 측면에서 지반의 거동 특성을 파악할 필요성이 있다. 인경신경망 모델은 국내의 다양한 건설현장에서 수행한 지반조사 보고서를 통해서 입력자료를 확보한 뒤에 모델학습을 수행하였다. 연구결과 측정값과 예측값의 오차가 크지 않았고, 비교적 고르게 분포함을 알 수 있었다. 추후 보강된 인공신경망 모델을 구축하면 국내 특정 지역뿐만 아니라 일반화된 지역에 보편적으로 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제31권9호
• /
• pp.2581-2587
• /
• 2010

Nitration of tyrosine and tryptophan residues is common in cells under nitrative stress. However, physiological consequences of protein nitration are not well characterized on a molecular level due to limited availability of the 3D structures of nitrated proteins. Molecular dynamics (MD) simulation can be an alternative tool to probe the structural perturbations induced by nitration. In this study we developed molecular mechanics parameters for 3-nitrotyrosine (NIY) and 6-nitrotryptophan (NIW) that are compatible with the AMBER-99 force field. Partial atomic charges were derived by using a multi-conformational restrained electrostatic potential (RESP) methodology that included the geometry optimized structures of both $\alpha$- and $\beta$-conformers of a capped tripeptide ACE-NIY-NME or ACE-NIW-NME. Force constants for bonds and angles were adopted from the generalized AMBER force field. Torsional force constants for the proper dihedral C-C-N-O and improper dihedral C-O-N-O of the nitro group in NIY were determined by fitting the torsional energy profiles obtained from quantum mechanical (QM) geometry optimization with those from molecular mechanical (MM) energy minimization. Force field parameters obtained for NIY were transferable to NIW so that they reproduced the QM torsional energy profiles of ACE-NIW-NME accurately. Moreover, the QM optimized structures of the tripeptides containing NIY and NIW were almost identical to the corresponding structures obtained from MM energy minimization, attesting the validity of the current parameter set. Molecular dynamics simulations of thioredoxin nitrated at the single tyrosine and tryptophan yielded well-behaved trajectories suggesting that the parameters are suitable for molecular dynamics simulations of a nitrated protein.

• 한국물환경학회지
• /
• 제29권5호
• /
• pp.681-690
• /
• 2013

Watershed models have been increasingly used to support an integrated management of land and water, non-point source pollutants, and implement total daily maximum load policy. However, these models demand a great amount of input data, process parameters, a proper calibration, and sometimes result in significant uncertainty in the simulation results. For this reason, uncertainty analysis is necessary to minimize the risk in the use of the models for an important decision making. The objectives of this study were to evaluate three different uncertainty analysis algorithms (SUFI-2: Sequential Uncertainty Fitting-Ver.2, GLUE: Generalized Likelihood Uncertainty Estimation, ParaSol: Parameter Solution) that used to analyze the sensitivity of the SWAT(Soil and Water Assessment Tool) parameters and auto-calibration in a watershed, evaluate the uncertainties on the simulations of runoff and sediment load, and suggest alternatives to reduce the uncertainty. The results confirmed that the parameters which are most sensitive to runoff and sediment simulations were consistent in three algorithms although the order of importance is slightly different. In addition, there was no significant difference in the performance of auto-calibration results for runoff simulations. On the other hand, sediment calibration results showed less modeling efficiency compared to runoff simulations, which is probably due to the lack of measurement data. It is obvious that the parameter uncertainty in the sediment simulation is much grater than that in the runoff simulation. To decrease the uncertainty of SWAT simulations, it is recommended to estimate feasible ranges of model parameters, and obtain sufficient and reliable measurement data for the study site.

• Journal of Mechanical Science and Technology
• /
• 제16권8호
• /
• pp.1102-1108
• /
• 2002

In this study, a topological design sensitivity of the ai. bearing surface (ABS) is suggested by using an adjoint variable method. The discrete form of the generalized lubrication equation based on a control volume formulation is used as a compatible condition. A residual function of the slider is considered as an equality constraint function, which represents the slider in equilibrium. The slider thickness parameters at all grid cells are chosen as design variables since they are the topological parameters determining the ABS shape. Then, a complicated adjoint variable equation is formulated to directly handle the highly nonlinear and asymmetric coefficient matrix and vector in the discrete system equation of air-lubricated slider bearings. An alternating direction implicit (ADI) scheme is utilized for the numerical calculation. This is an efficient iterative solver to solve large-scale problem in special band storage. Then, a computer program is developed and applied to a slider model of a sophisticated shape. The simulation results of design sensitivity analysis (DSA) are directly compared with those of FDM at the randomly selected grid cells to show the effectiveness of the proposed approach. The overall distribution of DSA results are reported, clearly showing the region on the ABS where special attention should be given during the manufacturing process.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지진공학회 2000년도 추계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Fall 2000
• /
• pp.81-88
• /
• 2000

The elastic wave equation is solved using the finite-difference method in 3D space to simulate the seismic wave propagation. It is based on the velocity-stress formulation of the equation of motion on a staggered grid. The nonreflecting boundary conditions are used to attenuate the wave field close to the numerical boundary. To satisfy the stress-free conditions at the free-surface boundary, a new formulation combining the zero-stress formalism with the vacuum one is applied. The effective media parameters are employed to satisfy the traction continuity condition across the media interface. With use of the moment-tensor components, the wide range of source mechanism parameters can be specified. The numerical experiments are carried out in order to test the applicability and accuracy of this scheme and to understand the fundamental features of the wave propagation under the generalized elastic media structure. Computational results show that the scheme is sufficiently accurate for modeling wave propagation in 3D elastic media and generates all the possible phases appropriately in under the given heterogeneous velocity structure. Also the characteristics of the ground motion in an sedimentary basin such as the amplification, trapping, and focusing of the elastic wave energy are well represented. These results demonstrate the use of this simulation method will be helpful for modeling the ground motion of seismological and engineering purpose like earthquake hazard assessment, seismic design, city planning, and etc..

• Interaction and multiscale mechanics
• /
• 제5권3호
• /
• pp.211-228
• /
• 2012

This paper reports the development of a generalized inverse analysis formulation for the parameter estimation of four-parameter Burger model. The analysis is carried out by formulating the problem as a mathematical programming formulation in terms of identification of the design vector, the objective function and the design constraints. Thereafter, the formulated constrained nonlinear multivariable problem is solved with the aid of fmincon: an in-built constrained optimization solver module available in MatLab. In order to gain experience, a synthetic case-study is considered wherein key issues such as the determination and setting up of variable bounds, global optimality of the solution and minimum number of data-points required for prediction of parameters is addressed. The results reveal that the developed technique is quite efficient in predicting the model parameters. The best result is obtained when the design variables are subjected to a lower bound without any upper bound. Global optimality of the solution is achieved using the developed technique. A minimum of 4-5 randomly selected data-points are required to achieve the optimal solution. The above technique has also been adopted for real-time settlement of four oil refineries with encouraging results.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제73권3호
• /
• pp.225-238
• /
• 2020

This work treats the axisymmetric buckling of functionally graded (FG) porous annular/circular nanoplates based on modified couple stress theory (MCST). The nanoplate is located at the elastic medium which is simulated by Kerr foundation with two spring and one shear layer. The material properties of the porous FG nanostructure are assumed to vary through the nanoplate thickness based on power-law rule. Based on two variables refined plate theory, the governing equations are derived by utilizing Hamilton's principle. Applying generalized differential quadrature method (GDQM), the buckling load of the annular/circular nanoplates is obtained for different boundary conditions. The influences of different involved parameters such as boundary conditions, Kerr medium, material length scale parameter, geometrical parameters of the nanoplate, FG power index and porosity are demonstrated on the nonlinear buckling load of the annular/circular nanoplates. The results indicate that with increasing the porosity of the nanoplate, the nonlinear buckling load is decreased. In addition, with increasing the material length scale parameter to thickness ratio, the effect of spring constant of Kerr foundation on the buckling load becomes more prominent. The present results are compared with those available in the literature to validate the accuracy and reliability. A good agreement is observed between the two sets of the results.