• 제목/요약/키워드: global minimization

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Hydrodynamic interactions and coupled dynamics between a container ship and multiple mobile harbors

  • Kang, H.Y.;Kim, M.H.
    • Ocean Systems Engineering
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    • 제2권3호
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    • pp.217-228
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    • 2012
  • As the size of container ships continues to increase, not many existing harbors can host the super-container ship due to its increased draft and the corresponding dredging requires huge budget. In addition, the minimization of waiting and loading/offloading time is the most important factor in harbor competitiveness. In this regard, mobile-harbor concept has been developed in Korea to achieve much improved harbor capacity and efficiency. In developing the concept, one of the most important elements is the operability of crane between two or more floating bodies in side-by-side arrangement. The container ship is to be stationed through a hawser connection to an outside-harbor fixed-pile station with the depth allowing its large draft. The mobile harbors with smart cranes are berthed to the sides of its hull for loading/offloading containers and transportation. For successful operation, the relative motions between the two or more floating bodies with hawser/fender connections have to be within allowable range. Therefore, the reliable prediction of the relative motions of the multiple floating bodies with realistic mooring system is essential to find the best hull particulars, hawser/mooring/fender arrangement, and crane/docking-station design. Time-domain multi-hull-mooring coupled dynamic analysis program is used to assess the hydrodynamic interactions among the multiple floating bodies and the global performance of the system. Both collinear and non-collinear wind-wave-current environments are applied to the system. It is found that the non-collinear case can equally be functional in dynamics view compared to the collinear case but undesirable phenomena associated with vessel responses and hawser tensions can also happen at certain conditions, so more care needs to be taken.

"Inclined Keel" 컨테이너선의 조파저항 최소화를 위한 선형최적화 (Minimization of Wave-making Resistance for "Inclined Keel" Containership)

  • 서광철;;김희정;전호환
    • 대한조선학회논문집
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    • 제46권2호
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    • pp.97-104
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    • 2009
  • Ever increasing fuel prices, almost doubled in the last three years, and global pressure to reduce their environmental impact have been enforcing commercial vessel operators and designers to re-assess current vessel designs with emphasis on their propulsion systems and operational practices. In this paper the "Inclined Keel Hull (IKH)" concept, which facilitates to use larger propeller diameter in combination with lower shaft speed rates and hence better transport efficiency, is explored for a modern 3600 TEU container vessel with the aim of fitting an 13 % larger diameter propeller (and hence resulting 20% lower rpm) to gain further power saving over the similar size basis container ship with conventional "level keel" configuration. It appears that successful application of the "inclined keel Hull" concept is a fine balance amongst the maximum gain in propulsive efficiency, minimum increase in hull resistance and satisfaction of other naval architectural and operational requirements. In order to make the concept economically more viable, this paper concentrates on the fore body design with the possible combination of increase of volume in its fore body to recover the expected volume loss in the aft body due to the space for larger propeller and its low wave-making resistance to minimize the efficiency loss using a well-established optimization software.

Distribution System Reconfiguration Using the PC Cluster based Parallel Adaptive Evolutionary Algorithm

  • Mun Kyeong-Jun;Lee Hwa-Seok;Park June Ho;Hwang Gi-Hyun;Yoon Yoo-Soo
    • KIEE International Transactions on Power Engineering
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    • 제5A권3호
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    • pp.269-279
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    • 2005
  • This paper presents an application of the parallel Adaptive Evolutionary Algorithm (AEA) to search an optimal solution of a reconfiguration in distribution systems. The aim of the reconfiguration is to determine the appropriate switch position to be opened for loss minimization in radial distribution systems, which is a discrete optimization problem. This problem has many constraints and it is very difficult to find the optimal switch position because of its numerous local minima. In this investigation, a parallel AEA was developed for the reconfiguration of the distribution system. In parallel AEA, a genetic algorithm (GA) and an evolution strategy (ES) in an adaptive manner are used in order to combine the merits of two different evolutionary algorithms: the global search capability of GA and the local search capability of ES. In the reproduction procedure, proportions of the population by GA and ES are adaptively modulated according to the fitness. After AEA operations, the best solutions of AEA processors are transferred to the neighboring processors. For parallel computing, a PC-cluster system consisting of 8 PCs·was developed. Each PC employs the 2 GHz Pentium IV CPU, and is connected with others through switch based fast Ethernet. The new developed algorithm has been tested and is compared to distribution systems in the reference paper to verify the usefulness of the proposed method. From the simulation results, it is found that the proposed algorithm is efficient and robust for distribution system reconfiguration in terms of the solution quality, speedup, efficiency, and computation time.

Seismic control response of structures using an ATMD with fuzzy logic controller and PSO method

  • Shariatmadar, Hashem;Razavi, Hessamoddin Meshkat
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제51권4호
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    • pp.547-564
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    • 2014
  • This study focuses on the application of an active tuned mass damper (ATMD) for controlling the seismic response of an 11-story building. The control action is achieved by combination of a fuzzy logic controller (FLC) and Particle Swarm Optimization (PSO) method. FLC is used to handle the uncertain and nonlinear phenomena while PSO is used for optimization of FLC parameters. The FLC system optimized by PSO is called PSFLC. The optimization process of the FLC system has been performed for an 11-story building under the earthquake excitations recommended by International Association of Structural Control (IASC) committee. Minimization of the top floor displacement has been used as the optimization criteria. The results obtained by the PSFLC method are compared with those obtained from ATMD with GFLC system which is proposed by Pourzeynali et al. and non-optimum FLC system. Based on the parameters obtained from PSFLC system, a global controller as PSFLCG is introduced. Performance of the designed PSFLCG has been checked for different disturbances of far-field and near-field ground motions. It is found that the ATMD system, driven by FLC with the help of PSO significantly reduces the peak displacement of the example building. The results show that the PSFLCG decreases the peak displacement of the top floor by about 10%-30% more than that of the FLC system. To show the efficiency and superiority of the adopted optimization method (PSO), a comparison is also made between PSO and GA algorithms in terms of success rate and computational processing time. GA is used by Pourzeynali et al for optimization of the similar system.

석유화학산업의 벤젠 비산배출 저감을 위한 MACT 적용효과 (MACT Application Effect in Petrochemical Industry to Minimize Benzene Fugitive Emission)

  • 김훈장;문진영;황용우;곽인호
    • 대한환경공학회지
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    • 제38권8호
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    • pp.435-443
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    • 2016
  • 본 연구는 석유화학산업 시설에 MACT (Maximum Achievable Control Technology) 적용 시 벤젠 비산배출량 저감 효과를 분석 하였다. 국내에서는 2015년부터 대기환경보전법에 따라 벤젠 비산배출 저감 위한 규제를 시행하였으나, 미국 EPA에서는 이에 앞서 1995년부터 최대달성 가능한 통제기술인 MACT 기준을 적용하여 벤젠 비산 배출을 효과적으로 관리하고 있다. 본 연구를 위하여 벤젠 배출량 산정 방법론은 EPA Emission Factor AP-42 및 EPA MACT Standard Guideline를 활용하였다. 연구 결과 MACT 적용할 경우 Uncontrolled facility에 비하여 벤젠 배출량이 평균 98% 수준으로 저감 가능한 것으로 나타난 반면 National Regulation 경우 MACT 수준에 비하여 다소 낮은 평균 95% 수준의 저감율을 보이는 것으로 분석되었다. 그러나 MACT 기준 경우 벤젠 선박출하 시 유증기 회수설비(Vapor Recovery Unit, VRU) 등을 가동하여 배출 저감토록 요구하고 있음에도 불구하고 National regulation에서는 별도 규제 사항이 없는 실정이다. 추가적인 배출저감 달성을 위해서는 벤젠 선박출하 시 VRU 등 유증기 저감설비 도입의 법제화가 필요하다. 이러한 노력은 국내 석유화학산업의 벤젠 배출관리 능력을 Global 수준으로 향상시키는데 기여할 것으로 기대된다.

한정된 계측 변위를 이용한 구조물 변형 형상 추정 (Estimation of Structural Deformed Shapes Using Limited Number of Displacement Measurements)

  • 최준호;김승준;한승룡;강영종
    • 대한토목학회논문집
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    • 제33권4호
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    • pp.1295-1302
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    • 2013
  • 구조물의 변형 형상은 구조해석을 위한 중요한 정보이다. 구조물 모니터링 시스템에서도 충분한 변위 계측점이 확보되어 명확하고 합리적인 구조물의 변형 형상이 도출된다면 이를 이용한 구조해석이 가능 할 것이다. 하지만 실제 구조물에서는 한정된 비용으로 인해 충분한 변위 계측점이 확보되지 못하기 때문에 합리적인 구조물 변형 형상의 도출이 어렵다. 본 연구에서는 경제적이고 합리적인 구조물 변형 형상 추정을 위해 최소의 변위 계측 데이터를 이용한 효과적인 구조물의 거동 형상 추정기법인 SFSM-LS알고리즘을 개발하였다. 본 기법은 구조물의 변형 형상을 추정하기 위해 계측 대상 구조물의 사전 유한요소해석을 통해 여러 구조 거동 형상을 기본 구조형상함수로 정의하고, 이들 함수를 추정 변위의 오차를 최소화 시키는 각 함수의 가중치로써 중첩한다. 2경간 연속교 모델의 수치해석을 통해 개발된 알고리즘을 검증하고 매개변수 연구를 수행하였다. 개발된 알고리즘의 매개 변수인 구조형상함수, 변위 계측 위치, 변위 계측 개소에 대한 형상 추정 결과의 특성을 분석하고 Polynomial, Lagrange, Spline 보간법과 형상 추정 정밀도를 비교하여 개발된 기법의 적용성을 검증하였다. 이를 통해 적은 개소의 변위 데이터로 정밀한 형상을 추정하는 결과를 도출하여 제안된 기법의 우월성을 입증하였다.

조화가진된 밀폐계 음장에서의 능동소음제어 (I) 컴퓨터 시물레이션 (The Active Noise Control in Harmonic Enclosed Sound Fields (I) Computer Simulation)

  • 오재응;이태연;김흥섭;신준
    • 대한기계학회논문집
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    • 제17권5호
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    • pp.1054-1065
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    • 1993
  • 본 연구에서는 정상상태의 단일 주파수에서의 임의의 음압분포로 조화가진되 는 3차원 정방형 밀폐계 음장의 경우에 대한 능동제어를 시도함으로써 사무실과 같은 실내 공간에 대한 능동적 소음저감의 응용 가능성을 검토하고자 하였다. 또한 변환기 의 위치선정을 위하여 상태공간 모드 모델의 모드 근사화에 따른 계수행렬의 요소를 평가함으로써 가제어성과 가광측성을 만족하는 최적한 변환기 (부가음원, 마이크로폰) 의 위치를 선정하였다. 밀폐계 내부의 음압을 저감시키는 목적함수로는 전체 시간평 균 음향 포텐셜에너지를 사용하였으며 폐공간의 음압변동을 이론적으로 규명함으로써 부가적인 음원의 복소세기를 적절히 선정하여 이 음향 포텐셜 에너지의 양을 최소화 시킬 수 있음을 보였다.

효소활성 증가 돌연변이를 함유한 DUSP19의 결정구조 (Crystal Structure of an Activity-enhancing Mutant of DUSP19)

  • 주다경;전태진;류성언
    • 생명과학회지
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    • 제28권10호
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    • pp.1140-1146
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    • 2018
  • 이중탈인산화효소(DUSP)는 성장인자활성 단백질키나제(MAPK)를 조절해서 세포성장과 분화에 관여하며 암, 당뇨병, 면역질환, 신경질환의 신약개발표적이다. DUSP 단백질군에 속하는 DUSP19는c-Jun N-말단 키나제(JNK)를 조절하며 골관절염의 질환화과정에 관여한다. 우리는 야생형 DUSP19 에 비하여 상당히 활성이 증가된 cavity 형성 돌연변이인 DUSP19-L75A의 결정구조를 규명하였다. 결정구조는 Leu75의 곁가지가 없어진 결과로 cavity가 잘 형성되어 있는 것을 보여주며, 활성부위에 결합한 황이온이 회전된 형태로 존재하는 것을 보여준다. Cavity 형성에도 불구하고 cavity를 둘러싸고 있는 잔기들은 그다지 재조정되지 않은 것으로 나타나며 그 대신에 멀리 떨어진 트립토판 잔기가 소수성결합을 강화하고 있는 것으로 나타나서 L75A 돌연변이의 접힘은 cavity 부위의 재조정이 아니라 글로벌 접힘 에너지 최소화 기작에 의해 안정화 되었음을 발견할 수 있었다. 회전된 활성화부위 황이온의 구조는 인산화티로신 잔기와 유사함이 발견되어 L75A 돌연변이가 최적의 활성화형태를 유도했다는 것을 알 수 있었다. 내부 cavity에 의한 활성증가현상과 이에 대한 구조적 정보는 DUSP19의 알로스테릭 조절과 치료제 개발에 정보를 제공한다.

환경영향평가 토지환경 분야의 토지이용 평가항목 고찰 연구 (A Study on the Land-Use Related Assessment Factors in Korean Environmental Impact Assessment)

  • 박상진;이동근;정슬기
    • 환경영향평가
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    • 제30권5호
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    • pp.297-304
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    • 2021
  • 우리나라의 환경영향평가 사업은 환경보전법(1997) 도입 후 약 30년간 다양한 평가항목의 변경과 수정이 있었으나 현행 환경영향평가법상 토지환경의 토지이용 평가항목은 그 중요성에도 불구하고 고찰 연구가 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구는 환경영향평가 지침을 바탕으로 토지이용 평가항목에 초점을 맞추어 도시개발사업을 대상으로 평가서 및 협의서 90건을 검토하고 국내 환경영향평가 토지이용 평가항목의 시사점과 보완점에 대해 제언하고자 하였다. 연구 결과, 과거 개발 중심에서의 토지 효율성에서 자연환경 및 자원보전 중심의 토지 효율성으로 패러다임이 바뀌고 있었다. 그러나, 패러다임 변화에 맞는 평가서 작성 매뉴얼에도 불구하고 협의서에서는 자연환경 보전 요구에 대한 의견이 여전히 도출되고 있어 평가도구로서의 개선이 필요하다. 본 연구에서 제언하는 영향평가 과정에서의 두 가지 개선점은 정형화된 공간데이터 구축과 이를 기반으로 한 정량적 영향 및 저감방안 평가도구이다. 특히, 협의 의견에서 높은 빈도로 언급되는 자연환경 훼손의 최소화, 녹지공간 및 녹지 네트워크 확보 등의 요구를 해소할 수 있는 토지이용의 배치 및 배분에 대한 계획의 평가도구가 필요하다.

A Ship-Wake Joint Detection Using Sentinel-2 Imagery

  • Woojin, Jeon;Donghyun, Jin;Noh-hun, Seong;Daeseong, Jung;Suyoung, Sim;Jongho, Woo;Yugyeong, Byeon;Nayeon, Kim;Kyung-Soo, Han
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제39권1호
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    • pp.77-86
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    • 2023
  • Ship detection is widely used in areas such as maritime security, maritime traffic, fisheries management, illegal fishing, and border control, and ship detection is important for rapid response and damage minimization as ship accident rates increase due to recent increases in international maritime traffic. Currently, according to a number of global and national regulations, ships must be equipped with automatic identification system (AIS), which provide information such as the location and speed of the ship periodically at regular intervals. However, most small vessels (less than 300 tons) are not obligated to install the transponder and may not be transmitted intentionally or accidentally. There is even a case of misuse of the ship'slocation information. Therefore, in this study, ship detection was performed using high-resolution optical satellite images that can periodically remotely detect a wide range and detectsmallships. However, optical images can cause false-alarm due to noise on the surface of the sea, such as waves, or factors indicating ship-like brightness, such as clouds and wakes. So, it is important to remove these factors to improve the accuracy of ship detection. In this study, false alarm wasreduced, and the accuracy ofship detection wasimproved by removing wake.As a ship detection method, ship detection was performed using machine learning-based random forest (RF), and convolutional neural network (CNN) techniquesthat have been widely used in object detection fieldsrecently, and ship detection results by the model were compared and analyzed. In addition, in this study, the results of RF and CNN were combined to improve the phenomenon of ship disconnection and the phenomenon of small detection. The ship detection results of thisstudy are significant in that they improved the limitations of each model while maintaining accuracy. In addition, if satellite images with improved spatial resolution are utilized in the future, it is expected that ship and wake simultaneous detection with higher accuracy will be performed.