극한하중을 견딜 수 있도록 설계된 구조물이라도 내재된 확률변수의 불확실성 때문에 구조물의 응답특성을 평가하는데 있어서 기존의 결정론적 방법에 비해 확률유한요소법을 이용하는 것이 보다 합리적일 것이다. 따라서 본 연구에서는 실제 시공된 사장교를 대상으로 확률변수가 교량의 안전성에 미치는 영향을 정량적으로 평가하기 위해 민감도 분석을 수행하였다. 초기형상해석을 수행한 후, 확률유한요소해석 및 민감도 분석과정의 효율성을 위해 섭동법을 이용하여 해석프로그램을 개발하였다. 개발된 해석프로그램의 정확성은 몬테카르로 시뮬레이션 방법에 의한 해석프로그램을 개발하여 검증하였다. 각각의 확률변수의 변동계수에 따른 대상 사장교의 응답에 대한 민감도 분석을 수행한 결과, 외부하중에 의한 영향이 지배적인 것을 확인할 수 있었다. 부재강성 및 케이블의 긴장력 등도 부재에 따라 큰 영향을 나타내므로, 구조물 설계 시 개발된 프로그램이 안전성 확보에 기여할 것으로 판단된다.
최근, 개인 데이터의 프라이버시 보호에 대한 문제가 대두됨에 따라 대용량 데이터를 대상으로 하는 데이터 마이닝 분야에서도 프라이버시 보호 문제에 대한 활발한 연구가 진행되고 있다. 데이터 마이닝에서의 프라이버시 보호 문제는 정보제공자에 의해 제공된 정보 중 민감한 개인 정보의 노출이 없이도 가능한 정확한 마이닝 결과를 얻는 것이다. 데이터 마이닝의 프라이버시 보호 기법에서는 데이터의 보호뿐만 아니라 결과의 정확도 또한 중요한 요인이다. 이에 따라, 본 논문에서는 시계열 데이터 클러스터링을 기반으로 랜덤 데이터 교란 기법에서 결과의 정확도를 높이는 기법으로 노이즈 평준화 개념을 제시한다. 기존의 랜덤 데이터 교란 기법은 데이터의 프라이버시는 잘 보호하지만 시계열간의 거리-순서가 보존되지 않아 결과의 정확도가 크게 떨어지는 문제점을 가진다. 이를 위해, 본 논문에서는 PAA를 기반으로 하는 노이즈 평준화 개념을 제시하고, 구체적인 예를 통해, 제안한 노이즈 평준화 개념이 랜덤 데이터 교란 기법에서 클러스터링 결과의 정확도를 높일 수 있음을 체계적으로 설명한다.
The optimum design of base isolation system considering model parameter uncertainty is usually performed by using the unconditional response of structure obtained by the total probability theory, as the performance index. Though, the probabilistic approach is powerful, it cannot be applied when the maximum possible ranges of variations are known and can be only modelled as uncertain but bounded type. In such cases, the interval analysis method is a viable alternative. The present study focuses on the bounded optimization of base isolation system to mitigate the seismic vibration effect of structures characterized by bounded type system parameters. With this intention in view, the conditional stochastic response quantities are obtained in random vibration framework using the state space formulation. Subsequently, with the aid of matrix perturbation theory using first order Taylor series expansion of dynamic response function and its interval extension, the vibration control problem is transformed to appropriate deterministic optimization problems correspond to a lower bound and upper bound optimum solutions. A lead rubber bearing isolating a multi-storeyed building frame is considered for numerical study to elucidate the proposed bounded optimization procedure and the optimum performance of the isolation system.
In this paper, wind induced aerodynamic loads on a standard tall building have been evaluated through large-eddy simulation (LES) technique. The flow parameters of an open terrain were recorded from the downstream of an empty boundary layer wind tunnel (BLWT) and used to prescribe the transient inlet boundary of the LES simulations. Three different numerically generated inflow boundary conditions have been investigated to assess their suitability for LES. A high frequency pressure integration (HFPI) approach has been employed to obtain the wind load. A total of 280 pressure monitoring points have been systematically distributed on the surfaces of the LES model building. Similar BLWT experiments were also done to validate the numerical results. In addition, the effects of adjacent buildings were studied. Among the three wind field generation methods (synthetic, Simirnov's, and Lund's recycling method), LES with perturbation from the synthetic random flow approach showed better agreement with the BLWT data. In general, LES predicted peak wind loads comparable with the BLWT data, with a maximum difference of 15% and an average difference of 5%, for an isolated building case and however higher estimation errors were observed for cases where adjacent buildings were placed in the vicinity of the study building.
It is main objective of this approach to present a method to analyse stochastic design sensitivity for problems of structural dynamics with randomness in design parameters. A combination of the adjoint variable approach and the second oder perturbation method is used in the finite element approach. An alternative form of the constant functional that holds for all times is introduced to consider the time response of dynamic sensitivity. The terminal problem of the adjoint system is solved using equivalent homogeneous equations excited by initial velocities. The numerical procedures are shown to be much more efficient when based on the fold superposition method : the generalized co-ordinates are normalized and the correlated random variables are transformed to uncorrelated variables, where as the secularities are eliminated by the fast Fourier transform of complex valued sequences. Numerical algorithms have been worked out and proved to be accurate and efficient : they codes whose element derivative matrices can be explicitly generated. The numerical results of two cases - 2-dimensional portal frame and 3/4-cylindrical shell structure - for the deterministic and stochastic sensitivity analysis illustrates in this paper.
1999년 10월에 수행한 한국 동해 중북부 해역의 토모그래피 실험은 저주파수음원을 블라디보스톡 부근의 대륙붕 해역에 위치시켰고 수직선배열 수신기를 울릉도 부근에 고정시켜 원거리 음향 신호의 변화특성을 파악코저하였다. 음원은 위상 변조된 신호이며 울릉도 부근해역의 수직선배열 수신기를 이용하여 자료를 수집하였다. 수신된 자료에 대해 도달시간 및 그 변화를 파악하였다. 이를 위해 위상 변조된 신호를 복조하였으며 특성을 파악하기 위해 도달시간 확산 및 상관성 분석을 수행하였다. 분석결과 단주기성 변화가 존재하고 있으며 이는 내부파에 의한 매질의 수직 변동에 의한 영향이라 할 수 있다.
This paper demonstrates how ambient vibration measurements at a limited number of locations can be effectively utilized to estimate parameters of a finite element model of a large-scale structural system involving a large number of elements. System identification using ambient vibration measurements presents a challenge requiring the use of special identification techniques, which ran deal with very small magnitudes of ambient vibration contaminated by noise without the knowledge of input farces. In the present study, the modal parameters such as natural frequencies, damping ratios, and mode shapes of the structural system were estimated by means of appropriate system identification techniques including the random decrement method. Moreover, estimation of parameters such as the stiffness matrix of the finite element model from the system response measured by a limited number of sensors is another challenge. In this study, the system stiffness matrix was estimated by using the quadratic optimization involving the computed and measured modal strain energy of the system, with the aid of a sensitivity relationship between each element stiffness and the modal parameters established by the second order inverse modal perturbation theory. The finite element models thus identified represent the actual structural system very well, as their calculated dynamic characteristics satisfactorily matched the observed ones from the ambient vibration test performed on a large-scale structural system subjected primarily to ambient wind excitations. The dynamic models identified by this study will be used for design of an active mass damper system to be installed on this structure fer suppressing its wind vibration.
본 논문에서는 삼각형 메시의 스웹 볼륨 표면을 정밀하고 안정적으로 계산하는 GPU 알고리즘을 제안한다. 삼각형 메시의 기하 요소들을 스웹하여 근사적으로 삼각형 집합을 생성하고, 이 집합의 엔벨롭을 계산하면 스웹 볼륨의 최외곽 경계 표면을 얻을 수 있다. 엔벨롭을 찾기 위하여 우리는 삼각형 집합의 공간 분할을 계산하고 그 분할의 최외곽 경계를 추출하였다. 알고리즘의 안정성을 확보하기 위하여 우리는 스웹 정점들을 초기에 랜덤 섭동하는 방법과 다중 정밀도 구간 연산 기법을 적용하였다. 전체 알고리즘은 대부분의 계산을 GPU에서 처리하도록 구현되었고, 결과적으로 기존 알고리즘에 비해 수십~수백 배의 성능을 보여준다.
The stochastic optimal control for a piezoelectric spherically symmetric shell subjected to stochastic boundary perturbations is constructed, analyzed and evaluated. The stochastic optimal control problem on the boundary stress output reduction of the piezoelectric shell subjected to stochastic boundary displacement perturbations is presented. The electric potential integral as a function of displacement is obtained to convert the differential equations for the piezoelectric shell with electrical and mechanical coupling into the equation only for displacement. The displacement transformation is constructed to convert the stochastic boundary conditions into homogeneous ones, and the transformed displacement is expanded in space to convert further the partial differential equation for displacement into ordinary differential equations by using the Galerkin method. Then the stochastic optimal control problem of the piezoelectric shell in partial differential equations is transformed into that of the multi-degree-of-freedom system. The optimal control law for electric potential is determined according to the stochastic dynamical programming principle. The frequency-response function matrix, power spectral density matrix and correlation function matrix of the controlled system response are derived based on the theory of random vibration. The expressions of mean-square stress, displacement and electric potential of the controlled piezoelectric shell are finally obtained to evaluate the control effectiveness. Numerical results are given to illustrate the high relative reduction in the root-mean-square boundary stress of the piezoelectric shell subjected to stochastic boundary displacement perturbations by the optimal electric potential control.
Xenopus 수정란을 중력에 대해 새로운 방향으로 기울이거나 연속회전시키는 일련의 방법을 통하여 배/복측 극성 (dorsal/ventral polarity) 형성에 관계되는 다음과 같은 사실을 알게 되었다. (1) 수정 후 난을 $15^\\circ, 30^\\circ, 45^\\circ 및 60^\\circ$ 각도로 기울인 채 발생시키면 원구배순부는 보통중력의 반대쪽에 형성되었으며, $15^\\circ에서 60^\\circ$로 기울이는 각도를 증가시킬수록 변경되는 율도 증가하였다. (2) 자외선을 조사한 수정란을 제 1 분열전 $15^\\circ, 30^\\circ, 45^\\circ, 60^\\circ$등의 각도를 유지한 상태에서 발생시킨 결과 자외선에 의한 축형성의 발생결함이 회복되었으며 이때 기울이는 각도가 클수록 그 회복율도 증가하였다. (3) 여러 속도의 정속회전대 (clinostat)상에서 수정란을 발생시킬 경우 비교적 저속인 $0.45 \\sim 9.0$ rph에서는 원구배순부의 형성 장소가 난의 회전방향에 의존하였으나, $40 \\sim 360$ rph에서는 무작위한 방향으로 나타났다. 한편 정속회전대를 경험한 embryo는 대부분 정상적인 발생을 보였으나 축형성상의 결함을 보이는 개체도 아울러 관찰되었다. 이상과 같은 결과들을 배/복측 극성 결정기작과 연관지어 논의하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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