• Structural Engineering and Mechanics
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• 제86권3호
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• pp.349-359
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• 2023

This paper presents a technique for determining the optimal number of elements in stochastic finite element analysis based on reliability analysis. Using the change-of-variable perturbation stochastic finite element approach, the probability density function of the dynamic responses of stochastic structures is explicitly determined. This method combines the perturbation stochastic finite element method with the change-of-variable technique into a united model. To further examine the relationships between the random fields, discretization of the random field parameters, such as the variance function and the scale of fluctuation, is also performed. Accordingly, the reliability index is calculated based on the explicit probability density function of responses with Gaussian or non-Gaussian random fields in any number of elements corresponding to the random field discretization. The numerical examples illustrate the effectiveness of the proposed method for a one-dimensional cantilever reinforced concrete column and a two-dimensional steel plate shear wall. The benefit of this method is that the probability density function of responses can be obtained explicitly without the use simulation techniques. Any type of random variable with any statistical distribution can be incorporated into the calculations, regardless of the restrictions imposed by the type of statistical distribution of random variables. Consequently, this method can be utilized as a suitable guideline for the efficient implementation of stochastic finite element analysis of structures, regardless of the statistical distribution of random variables.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권6호
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• pp.447-454
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• 2017

난류 유동장으로 분사되는 두가지 형태의 액체 제트 (수평분사는 디젤연료와 수직분사는 물)의 액주 분열과 미립화 현상에 관한 이상(Two-phase) 유동에 대해 3차원 LES 수치해석을 수행하였다. 기체상태의 공기 유동은 오일러리안 해법을 사용하고, 액체 제트의 액적 추적은 라그랑지안 해법을 사용하여 기체-액체간 이상유동 해석을 수행하였다. 두 종류의 확률론적 분열 모델(Stochastic breakup model)을 사용하여 액적 분열을 모사하였으며, 액체제트의 침투깊이와 액적 분포(Sauter Mean Diameter)를 실험결과와 비교하여 미세하게 분열되는 액체 제트의 분열 현상에 대해 확률론적 분열 모델링의 적합성을 제시하였다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.49-57
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• 2018

Cho는 확률적 활동 네트워크 분석에서 활동시간이 상호 독립적이고 정규분포를 따른다는 가정 하에서 사업완성시간의 적률 (평균, 분산, 왜도, 첨도)을 추정하기 위한 방법을 제안하였다. 본 논문에서는 활동시간의 분포가 일반적인 분포일 때 사업완성시간의 적률을 추정하기 위한 방법을 제안한다. 제안된 방법은 활동시간 분포의 이산화를 위해 적률매칭 방법을 사용하며, 사업완성시간의 계산에 사용될 활동시간을 결정하는데 이산형 역변환 방법을 사용한다. 제안된 방법은 대규모 네트워크에 적용하기 쉽고, 몬테칼로 시뮬레이션 보다 계산적으로 효율적이며, 제안된 방법의 결과는 몬테칼로 시뮬레이션에 의한 결과와 잘 일치함을 보여준다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권7호
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• pp.2529-2539
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• 2022

Stochastic and an empirical Green's function (EGF) methods are preliminarily applied to simulate strong ground motions (SGMs) at seismic stations within nuclear power plant (NPP) sites in South Korea by an assumed large earthquake with M_W6.5 (scenario earthquake) on the causative fault of the 2016 Gyeongju earthquake with M_W5.5 (mainshock). In the stochastic method, a ratio of spectral amplitudes of observed and simulated waveforms for the mainshock is assumed to be an adjustment factor. In the EGF method, SGMs by the mainshock are simulated assuming SGMs by the 2016 Gyeongju earthquake with M_W5.0 (foreshock) as the EGF. To simulate SGMs by the scenario earthquake, a ratio of fault length to width is assumed to be 2:1 in the stochastic method, and SGMs by the mainshock are assumed to be EGF in the EGF method. The results are similar based on a bias of the simulated response spectra by the two methods, and the simulated response spectra by the two methods exceeded commonly standard design response spectra anchored at 0.3 g of NPP sites slightly at a frequency band above 4 Hz, but considerable attention to interpretation is required since it is an indirect comparison.

• 전산구조공학
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• 제8권1호
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• pp.127-136
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• 1995

본 연구는 가중적분법을 이용한 추계론적 유한요소해석에 관한 것으로 구조계 내에 존재하는 재료상수와 기하학적 상수의 임의성을 해석에 고려하여 추계론적 해석을 수행하였으며 대상 구조로는 평판구조를 택하였다. 재료와 기하학적 해석인자의 임의성을 포함한 요소강성행렬의 유도를 위해서 임의장을 가장하였으며 임의장의 평균은 0이고 표준편차 값은 0.1을 사용하였다. 이러한 임의장의 특성은 auto-correlation 함수에 의해서 표현되었으며 이 함수는 반응변화도를 얻는 과정에 사용되었다. 본 연구에서는 평판의 두께에 대한 임의성을 고려하기 위해서 새로운 auto-correlation 함수가 유도되었다. 유도된 새로운 auto-correlation 함수는 재료탄성계수의 임의장 특성을 나타내는 기존의 함수와 임의장 분산 계수의 함수로 나타났다. 수치해석결과는 몬테카를로 시뮬레이션 결과와 비교되었으며 상호 잘 일치하는 좋은 결과를 나타내었고 이들 결과는 제시된 이론적인 수렴치와도 잘 일치하였다. 평판두께에 대한 해석의 경우 역시 Lawrence의 결과는 물론 몬테카를로 시뮬레이션과 제시된 이론치와도 잘 일치하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제3권5호
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• pp.719-747
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• 2012

In this paper a novel approach is proposed to address the problem of deriving non-stationary stochastic processes which are compatible in the mean sense with a given (target) response (uniform hazard) spectrum (UHS) as commonly desired in the aseismic structural design regulated by contemporary codes of practice. The appealing feature of the approach is that it is non-iterative and "one-step". This is accomplished by solving a standard over-determined minimization problem in conjunction with appropriate median peak factors. These factors are determined by a plethora of reported new Monte Carlo studies which on their own possess considerable stochastic dynamics merit. In the proposed approach, generation and treatment of samples of the processes individually on a deterministic basis is not required as is the case with the various "two-step" approaches found in the literature addressing the herein considered task. The applicability and usefulness of the approach is demonstrated by furnishing extensive numerical data associated with the elastic design UHS of the current European (EC8) and the Chinese (GB 50011) aseismic code provisions. Purposely, simple and thus attractive from a practical viewpoint, uniformly modulated processes assuming either the Kanai-Tajimi (K-T) or the Clough-Penzien (C-P) spectral form are employed. The Monte Carlo studies yield damping and duration dependent median peak factor spectra, given in a polynomial form, associated with the first passage problem for UHS compatible K-T and C-P uniformly modulated stochastic processes. Hopefully, the herein derived stochastic processes and median peak factor spectra can be used to facilitate the aseismic design of structures regulated by contemporary code provisions in a Monte Carlo simulation-based or stochastic dynamics-based context of analysis.

• Earthquakes and Structures
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• 제3권3_4호
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• pp.581-609
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• 2012

In this paper a novel non-iterative approach is proposed to address the problem of deriving non-stationary stochastic processes which are compatible in the mean sense with a given (target) response (uniform hazard) spectrum (UHS) as commonly desired in the aseismic structural design regulated by contemporary codes of practice. This is accomplished by solving a standard over-determined minimization problem in conjunction with appropriate median peak factors. These factors are determined by a plethora of reported new Monte Carlo studies which on their own possess considerable stochastic dynamics merit. In the proposed approach, generation and treatment of samples of the processes individually on a deterministic basis is not required as is the case with the various approaches found in the literature addressing the herein considered task. The applicability and usefulness of the approach is demonstrated by furnishing extensive numerical data associated with the elastic design UHS of the current European (EC8) and the Chinese (GB 50011) aseismic code provisions. Purposely, simple and thus attractive from a practical viewpoint, uniformly modulated processes assuming either the Kanai-Tajimi (K-T) or the Clough-Penzien (C-P) spectral form are employed. The Monte Carlo studies yield damping and duration dependent median peak factor spectra, given in a polynomial form, associated with the first passage problem for UHS compatible K-T and C-P uniformly modulated stochastic processes. Hopefully, the herein derived stochastic processes and median peak factor spectra can be used to facilitate the aseismic design of structures regulated by contemporary code provisions in a Monte Carlo simulation-based or stochastic dynamics-based context of analysis.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.80-90
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• 2005

프로젝트의 일정 네트워크는 선-후행 관계로 정의된 액티 비 티들로 구성되어 있다 액티비티를 완료하는데 소요되는 기간은 다양한 단축-지연 원인들에 의해 임의적이고, 확률-통계적 인 특성을 지닌다. 이러한 특성은 최종공사기간을 불확실하게하며, 재무리스크의 주요인이 된다. 본 연구는 선행 연구에서 개발된 확률-통계적 일정 시뮬레이션 시스템(Stochastic Project Scheduling Simulation)을 확장하여 액티비티 기간이 임의적으로 변동함에 따라 최종공사비가 어떻게 거동하는지 추정하는 방법론을 제시한다. 액티비티 기간을 임의의 변수로 취급하였고, 액티비티에 할당된 직접공사비에 공사기간의 단축-지연에 따른 간접비의 증감을 반영하여 최종공사비를 추정하였다. 액티비티 기간의 변동에 따라 의존 변수인 간접비가 변동하는 특성을 고려하여 시뮬레이션 출력값들(최종공사기간들)의 통계적 특성을 정량적으로 분석하여 최종공사비를 추정하였으며, 예비할 필요가 있는 지체보상금의 정도를 정량화하였다. 기존의 결정론적 기법이 불확실성을 내재한 체 지체 보상금의 비율을 주관적으로 적용해 왔던 반면, 본 연구에서 제시된 기법은 확실성과 신뢰도를 가지고 지체보상금의 비율을 책정할 수 있도록 하는 방법론을 제시하고 있다. 하나의 예제 프로젝트가 시뮬레이션을 이용한 정량분석기법을 예시하기위해 사용되었으며, 불확실성을 내포하고 있는 액티비티 기간들이 최종공사비에 미치는 영향을 검증하기위해 시뮬레이션 모의실험을 실행하였다 자동화된 민감도분석 기법을 이용하여 액티비티 기간을 정의하는 확률분포함수의 통계적 위치를 변화시킴에 따라 최종공사기간 및 최종공사비가 어떠한 거동을 나타내는지 확인하였다. 예제로 사용된 표본 프로젝트에 내재되어있는 재무리스크에 대응하기위해 지체보상금을 어느 정도까지 보유할 필요가 있는지를 정량적으로 분석하고, 의사결정을 위해 어떻게 적용될 수 있는지를 소개한다. 본 연구에 제시된 기법은 연구자들 및 현업 종사자들에게 최종공사비 예측에있어서 액티비티 기간 변화의 확률적 영향과 이론적 의미를 밝힘으로 프로젝트 자본계획과 관련된 위기관리에 진보된 예측방법론을 제공한다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2001년도 추계학술대회 논문집
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• pp.232-237
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• 2001

The evaluation of specimen thickness effect of fatigue crack growth life by the simulation of probabilistic fatigue crack growth is presented. In this paper, the material resistance to fatigue crack growth is treated as a spatial stochastic process, which varies randomly on the crack surface. Using the previous experimental data, the non-Gaussian(eventually Weibull, in this report) random fields simulation method is applied. This method is useful to estimate the probability distribution of fatigue crack growth life and the variability due to specimen thickness by simulating material resistance to fatigue crack growth along a crack path.

• 대한산업공학회지
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• 제2권1호
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• pp.79-83
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• 1976

This paper deals with a computer simulation for the stochastic inventory system in which the decision rules are associated with the problem of forecasting uncertain demand, lead time, and amount of shortages. The model consists of mainly three parts; part I$\cdots$the model calculates the expected demand during lead time through the built-in subrou tine program for random number generator and the probability distribution of the demand, part II$\cdots$the model calculates all the possible expected shortages per lead time period, part III$\cdots$finally the model calculates all the possible total inventory cost over the simulation period. These total inventory costs are compared for searching the optimal inventory cost with the best ordering quantity and reorder point. An application example of the simulation program is given.