We propose an optimal design to improve the capacity by reducing the noise of the intake system. The length and radius of each component of the current Intake system are selected as control factors. We accept the output from computer simulator with orthogonal arrays. Then, the Kriging estimates are computed. From this, we exploit the optimal design of the intake system by adapting simulated annealing. From the results of this optimal design, we conclude that Kriging method with the orthogonal arrays is the efficient method for Design and Analysis of Computer Experiments and we propose the useful results for the low noise intake system.
Communications for Statistical Applications and Methods
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제27권5호
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pp.547-568
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2020
Modeling the statistical autocorrelations in spatial data is often achieved through the estimation of the variograms, where the selection of the appropriate valid variogram model, especially for small samples, is crucial for achieving precise spatial prediction results from kriging interpolations. To estimate such a variogram, we traditionally start by computing the empirical variogram (traditional Matheron or robust Cressie-Hawkins or kernel-based nonparametric approaches). In this article, we conduct numerical studies comparing the performance of these empirical variograms. In most situations, the nonparametric empirical variable nearest-neighbor (VNN) showed better performance than its competitors (Matheron, Cressie-Hawkins, and Nadaraya-Watson). The analysis of the spatial groundwater dataset used in this article suggests that the wave variogram model, with hole effect structure, fitted to the empirical VNN variogram is the most appropriate choice. This selected variogram is used with the ordinary kriging model to produce the predicted pollution map of the nitrate concentrations in groundwater dataset.
In the proto design stage of a new car, the performance of an occupant protection system is often evaluated by CAE instead of the real test. CAE predicts and recommends the appropriate design values hence reducing the number of the real tests. However, the existing researches using CAE in predicting the performances do not consider the uncertainties of parameters, in which inconsistency between the actual test results and CAE exists. In this research, the optimization procedure of a protection system such as airbag and load limiter is suggested for the frontal collision. The DACE modeling known as Kriging interpolation is introduced to obtain the meta model of the system followed by the tabu search method to determine a global optimum. Finally, the distribution of a suggested design is determined through the Monte-Carlo Simulation.
Cylindrical film-cooling hole is formulated numerically and optimized to enhance film-cooling effectiveness. The Kriging method is used an optimization technique with Reynolds-averaged Navier-Stokes analysis of fluid and heat transfer with shear stress transport model. The hole length-to-diameter ratio and injection angle are chosen as design variables and spatially averaged film-cooling effectiveness is considered as objective function which is to be maximized. Twelve training points obtained by Latin Hypercube Sampling for two design variables. Optimum shape shows the film-cooling effectiveness increased.
최근 기후변화로 인해 돌발성 집중호우가 증가하는 추세로 홍수피해가 발생하고 있는데 이러한 피해를 예방하고 빠른 대처를 위해 강우의 정밀한 관측뿐만 아니라 강우의 정확한 공간 분포 파악에 대한 필요성이 중요하게 대두되고 있다. 그러나 일반적으로 지상우량계의 경우, 공간적인 강우분포 분석에 한계가 존재하여 레이더 강우자료와 함께 활용하는 연구가 진행되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 강우장 추정시, 공간보간 기법인 크리깅 기법을 적용하여 강우장을 추정하고 유출 해석을 통해 그 적용성을 확인하고자 하였다. 국내에서 일반적으로 사용되는 크리깅 기법인 OK(Ordinary Kriging), CK(Co-Kriging) 외에도 KED(Kriging with External Drift) 기법을 적용하여 강우장을 추정하고 분포형 수문모형인 $Vflo^{TM}$의 입력자료로 사용하여 유출해석시 정확도를 비교 분석하였다. 추정된 강우장의 정량적 평가 결과, 지상강우만을 이용하는 OK 기법이 가장 우수한 결과를 나타내었다. 하지만 강우의 공간 분포 특성 반영 측면에서는 KED와 CK가 보다 더 좋은 결과를 나타내었다. 또한 유출해석의 경우 지형학적 매개변수 조정에 의한 강우 입력자료의 왜곡을 배제하기 위해 검 보정은 실시하지 않았으며 오차분석 결과에서 KED, CK, OK, Radar 순으로 관측유량을 잘 재현하는 것으로 확인되었다. 본 연구를 통해 공간보간 기법의 수문학적 적용성을 확인하였으며 모형의 검 보정을 통해 수문모형의 입력자료로서 활용성을 가질 수 있을 것으로 판단된다. 또한 이를 통해 생성된 강우장을 활용한다면, 관측망의 밀도가 낮은 지역과 미계측 유역 등에 적용하여 수문시스템해석에 도움이 될 것으로 판단된다.
In this study, spatial characteristics of rainfall in Imha basin were investigated by cross-correlation analysis among rainfall gaging stations and rainfall-runoff analysis used in HEC-HMS model for analysis of influence on observed rainfall. The Kriging technique was applied to rain(all analysis in Imha basin to reflect spatial characteristics of regional rainfall. Their results are compared to rainfall-runoff data with spatially distributed rainfall data as well as the classical thiessen method. The results by kriging technique approached by geostatistical method could reflect spatial characteristics of regional rainfall properly in Imha basin.
사면등의 토공구조물의 안정해석에 있어서, 지반변수의 최적추정을 위해 추계학적이론(stochastical concepts)을 도입했다. 지반의 방향에 따른 최대의 시추간격과 점추정뿐만 아니라 구역추정이 가능케 했으며 또한 그 추적치의 신뢰도를 구할 수 있도록 했다. 해석상의 정확도의 증명과 실무에서의 적용의 편이성 비교를 위해 실제상황에 대한 몇가지의 예를 들고 각각 산술평균 이용법과 FDM, FEM, 역거리법, 역거리자승법, Kriging 법을 도입 결과들을 서로 비교검토하였다. 추정치의 비교분석 결과 Kriging 법이 가장 신뢰성이 크고 또한 방법들과는 달리 추정자의 정확도 즉 신뢰도를 산정할 수 있다. 한편으로 토공구조물의 형상에 따른 지반변수를 추정할 수 있게 하였다.
In this study, the spatial distribution of depth between alluvial soil and weathered soil of Song-do new city is analyzed using geostatistics. From analysis results, the boundary depth of north-east region is deeper than that of south-west region, and average depth of north-east region is 27.14m and average depth of south-west region is 23.25m. The boundary depth is estimated by ordinary kriging and inverse distance method, and estimated results are almost similarity. So, in Song-do new city, these two method can be used to estimate the boundary depth. The ordinary kriging method is a very useful tool because the more exact analysis of spatial continuity and distribution characteristic is possible.
본 논문에서는 무한사면에서 강우에 따른 지하수위 변동을 합리적으로 추정할 수 있는 추계론적 수치해석모델이 개발되었다. 특히, 투수계수, 비산출율(Specific Yield) 등의 지하수흐름에 필요한 계수들과 지하암반층의 공간적 변화에 의하여 지하수위가 공간적으로 변하는 효과에 관해 중점적으로 연구하였으며, 이러한 계수들의 공간적 변화를 추정하기 위하여 Kriging 이론을 도입하였다. Kriging 이론은 몇개의 제한된 실측치로부터 실측을 하지 못한 각각의 수치해석 요소에 불편, 최소 분산을 갖는 값들을 추정할 수 있는 방법이다. 사면방향의 일차원 수치해석 모델, Kriging 이론, 1차근사해법을 조합하여 추계론적 1차원 수치해석 프로그램을 개발하였다. 또한 사면방향의 지하수위 변동뿐만 아니라, 횡방향의 변동도 조사하기 위하여 확정론적 2차원 모델도 개발하였다. 한 무한사면에 대하여 개발된 모델을 이용하여 예제해석을 한 결과 투수계수나 비산출율의 공간적 변화뿐만 아니라 지하암반층의 공간에 따른 요철도 지하수위의 공간적 변화에 큰 영향을 미침을 알게 되었다. 또한 지하수위는 사면방향으로 큰 변동을 보일뿐 아니라 횡방향으로의 변동 또한 무시할 수 없을 정도로 큼을 알 수 있었다. 개발된 모델의 결과들은 지하수위 변동에 의한 산사태 위 험도 분석시에 이용될 수 있다.
남해안 부산 해성점토지반을 대상으로 지반조사 및 시험, 분석과정에서 발생하는 다양한 지반의 공간적 불확실성을 면구한 내용이다. 지반의 불확실성을 정량화하기 위하여 지반의 공간적 불확실성을 수치화하는 지구통계학적 기법을 사용하여 지반의 공간적 방향성을 분석하였다. 본 논문에서 불확실성 분석에 사용된 지반조사는 원위치 보링은 25개, 실내시험은 73회, 현장베인시험 124회, 그리고 심도별 콘관입시험 25회의 결과가 활용되었다. 지반의 불확실성에 대한 공간적 분석에 사용된 핵심자료는 큰관입 시험결과이고 특히 비배수 전단강도를 산정시 큰 영향을 미치는 콘계수($N_k$ )에 대하여 지구통계학적 방법과 기존의 일반적인 방법으로 상효 비교분석 하였다. 연구결과, 지구통계학적 기법을 통한 시험자료의 해석은 지반 고유특성에 따른 공간적 자기상관성을 찾을 수 있으며 특정 방향에 대한 시험자료의 상관성이 임의의 지역에 대한 값 추정에 적용되어 보다 신뢰성 있게 분포양상을 추정할 수 있었다. 그러므로 지구통계학적 크리깅 분석기법은 대상지역의 압밀과 강도특성 분포를 규명하는 데는 매우 유용하게 사용될 수 있다는 것을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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