• Journal of Astronomy and Space Sciences
• /
• 제33권4호
• /
• pp.323-333
• /
• 2016

In this study, the uncertainty requirements for orbit, attitude, and burn performance were estimated and analyzed for the execution of the $1^{st}$ lunar orbit insertion (LOI) maneuver of the Korea Pathfinder Lunar Orbiter (KPLO) mission. During the early design phase of the system, associate analysis is an essential design factor as the $1^{st}$ LOI maneuver is the largest burn that utilizes the onboard propulsion system; the success of the lunar capture is directly affected by the performance achieved. For the analysis, the spacecraft is assumed to have already approached the periselene with a hyperbolic arrival trajectory around the moon. In addition, diverse arrival conditions and mission constraints were considered, such as varying periselene approach velocity, altitude, and orbital period of the capture orbit after execution of the $1^{st}$ LOI maneuver. The current analysis assumed an impulsive LOI maneuver, and two-body equations of motion were adapted to simplify the problem for a preliminary analysis. Monte Carlo simulations were performed for the statistical analysis to analyze diverse uncertainties that might arise at the moment when the maneuver is executed. As a result, three major requirements were analyzed and estimated for the early design phase. First, the minimum requirements were estimated for the burn performance to be captured around the moon. Second, the requirements for orbit, attitude, and maneuver burn performances were simultaneously estimated and analyzed to maintain the $1^{st}$ elliptical orbit achieved around the moon within the specified orbital period. Finally, the dispersion requirements on the B-plane aiming at target points to meet the target insertion goal were analyzed and can be utilized as reference target guidelines for a mid-course correction (MCC) maneuver during the transfer. More detailed system requirements for the KPLO mission, particularly for the spacecraft bus itself and for the flight dynamics subsystem at the ground control center, are expected to be prepared and established based on the current results, including a contingency trajectory design plan.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제18권4호
• /
• pp.193-204
• /
• 2019

본 연구에서는 국내 16개의 무공케이슨 방파제 설계자료를 이용하여 원호활동에 대한 신뢰성분석을 통하여 신뢰성 수준을 분석하였다. 신뢰성 분석을 위하여 지반의 강도 및 단위중량, 피복재와 상치구조물의 단위중량, 상치구조물 상부에 재하되는 하중의 불확실성을 결정하였다. 해석변수의 불확실성을 반영하여 임의로 재현된 무공케이슨 방파제 물성에 대하여 Bishop 간편법을 이용하여 하중 및 저항을 산정하였다. 충분히 많은 회수의 무공케이슨 방파제에 대한 해석을 Monte Carlo Simulation으로 수행하였고, 모든 해석 케이스에 도출된 하중과 저항 값을 수집하여 통계분석을 하였다. Monte Carlo Simulation으로부터 도출되는 파괴확률이 아주 낮은 경우가 파괴확률의 수렴 문제가 발생하여 하중과 저항의 통계특성을 반영하여 FORM(First-Order Reliability Method) 해석을 통해 신뢰수준을 평가하였다. 무공케이슨 방파제의 안전율, 하중 및 저항의 불확실성, 하중 및 저항의 상관성이 신뢰수준에 미치는 영향을 분석하였다.

• 전자공학회논문지SC
• /
• 제48권3호
• /
• pp.30-39
• /
• 2011

본 연구에서는 수정된 상태변수 의존 비선형 형을 바탕으로 부정합조건 불확실성과 정합조건 외란을 갖는 비선형 시스템의 제어를 위한 새로운 둔감한 비선형 연속 가변구조제어기의 체계적인 설계를 제안한다. 부정합조건 불확실과 정합조건 외란 비선형 시스템을 상태변수 의존 비선형 시스템 형으로 표현한 후 체계적인 둔감한 새로운 제어기 설계를 한다. 대상 시스템의 확장을 위하여 비선형 시스템 함수의 불확정성을 상태변수 의존 항과 비의존 항 두 부분으로 나눈다. 본 비선형 제어는 제어 결과 동특성을 선형으로하기 위하여 그리고 슬라이딩 모드 존재조건을 쉽게 만족시키기 위하여 변환된 선형 슬라이딩 면을 선정한다. 선정된 슬라이딩 면 위에 슬라이딩 존재조건과 폐루프 지수 안정성을 만족하는 제어입력을 제안한다. 정리를 통하여 증명한다. 본 제어의 실용성을 위하여 가변구조제어의 내재된 특성인 제어입력의 불연속성을 극적으로 개선한다. 설계 예와 시뮬레이션 연구를 통하여 제안된 제어기의 유용성을 입증한다.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제7권1호
• /
• pp.31-40
• /
• 2003

지진응답 해석 시 불확실한 지진현상을 추정하여 설계지진파를 선정하는 것은 어려운 일 중의 하나이다. 게다가 제한된 숫자의 설계인자에 상응하는 지진파가 결코 유일하지 않다는 문제도 있다. 따라서 동일한 설계진도에 상응하는 여러 지진파들로부터 구한 응답치들이 서로 크게 차이가 날 수 있다. 본 논문은 이 같은 지진하중의 불확실성을 체계적으로 고려하는 실용적인 지진파 생성 기법을 제시한다. 이 기법은 에너지 개념의 RMS 지진가속도에 기반하며 주요 지진파 설계인자의 불확실성을 고려한다. 시뮬레이션을 통해, 이 새로운 RMS 기법이 지진재해에 상응하는 지진파를 대량 생성하는 경우에 적합하며 따라서 소량의 지진파 생성에 적합한 기존의 방법들과 비교할 때 특히 확률론적 지진응답 해석 시 유용하다는 점을 확인하였다.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제21권6호
• /
• pp.513-525
• /
• 2020

Slopes stabilised with piles are seldom analysed considering uncertainties in the parameters of the pile-slope system. Reliability analysis of the pile-slope system quantifies the degree of uncertainties and evaluates the safety of the system. In the present study, the reliability analysis of a slope stabilised with piles is performed using the first-order reliability method (FORM) based on Hasofer-Lind approach. The implicit performance function associated with the factor of safety (FS) of the slope is approximated using the response surface method. The analyses are carried out considering the design matrices formulated based on both the 2^k factorial design augmented with a centre run (2^k fact-centred design) and face-centered cube design (FCD). The finite element method is used as the deterministic model to compute the FS of the pile-slope system. Results are compared with the results of the Monte Carlo simulation. It is observed that the optimum location of the row of piles is at the middle of the slope to achieve the maximum FS. The results show that the reliability of the system is not uniform for different pile configurations, even if the system deterministically satisfies the target factor of safety (FS_t) criterion. The FS_t should be selected judiciously as it is observed that the reliability of the system changes drastically with the FS_t level. The results of the 2^k fact-centred design and FCD are in good agreement with each other. The procedure of the FCD is computationally costly and hence the use of 2^k fact-centred design is recommended, provided the response of the system is sufficiently linear over the factorial space.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제20권1호
• /
• pp.93-104
• /
• 2008

국내 시공 중인 현수교의 시공단계에 대한 신뢰성 해석을 통한 위험성 평가를 실시하였다. 본 논문의 주요 연구목표는 (1) 현수교주케이블 소선의 파단에 대한 신뢰성 해석, (2) 보강형 거더 가설 28단계에 대한 위험단계 결정, (3) 보강형 거더 가설중 시공관리에 대한 한계상태의 신뢰성 평가이다. 기존의 현수교에 대한 연구와 설계는 주로 경험적인 데이터에 의존해 왔으나 최근 조사된 자료에 의하면 교량의 완공 전에 발생하는 사고의 원인의 80%는 인간의 오류, 계획, 설계, 재료 및 하중의 불확실성과 관련되어 있다. 교량의 완성계에 대해서는 많은 연구가 수행되어왔으나 시공중의 불확실성에 대해서는 시방서나 지침 등으로 정리되어 있지 않은 부분이 많다. 개선된 선형 적 용적 응답면기법을 사용하여 예제교량의 시공단계에 대한 위험성 평가를 하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제23권4호
• /
• pp.125-132
• /
• 2007

본 연구에서는 표준압밀, 방사형 일정변형속도 압밀, 로우셀압밀, 복합통수능 및 교란영역시험을 수행하여 연직배수공법의 신뢰성 설계를 위한 파라미터를 산정하였다. 또한 방사형 압밀이론에 대한 민감도 해석, 결정론적 해석 및 확률론적 해석이 수행되었다. 시험 결과를 이용한 방사형 압밀이론의 확률론적 해석 결과와 결정론적 해석 결과를 비교, 분석 하였으며, 그로부터 배수재 배치간격은 확률론적 방법보다 결정론적 방법에서 더 넓게 산정됨을 제시하였다. 이는 결정론적 해석에서는 지반 불확실성을 고려하지 못하였기 때문이다. 두 방법을 이용하여 산정된 배치간격간의 차이는 목표 압밀도에 도달할 수 있는 확률과 수평압밀계수의 변동계수에 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제28권6C호
• /
• pp.349-358
• /
• 2008

본 연구에서는 고베 공항 해저 충적 점토를 대상으로 한 신뢰성 침하 해석을 위해 각종 입력 물성치의 불확실성을 확률 통계 이론에 근거하여 조사하였고, Terzaghi 압밀 방정식을 목적 함수로 AFOSM 법을 적용하여 파괴 확률을 정식화하였다. 신뢰성 해석 결과, 목표침하량을 평균침하량 ${\pm}10%,\;{\pm}25%$로 설정한 경우, 발생확률은 각각 30~50%, 60%~90%로 나타났다. 이는 대상 지반의 확률변수의 변동계수가 과거의 연구보고 범위 내에 있음을 고려할 때, 목적함수로 Terzaghi 압밀방정식을 이용한 경우 침하량의 허용 오차 범위는 평균침하량 ${\pm}10%$가 적절할 것으로 사료된다. 또한, 감도 분석 결과 해석에 크게 영향을 미치는 인자는 압축 계수, 모델, 압밀 항복 응력의 불명확성으로 나타났다. 이는 정밀도가 높은 사전 침하량의 예측을 위해서는 현장의 응력 변형 조건을 충실하게 반영한 시험을 수행하여 신뢰도가 높은 물성치를 구하는 것이 매우 중요한 것임을 설명한다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제30권3A호
• /
• pp.193-200
• /
• 2010

구조물을 설계함에 있어서 작용하중, 재료특성 및 제작오차 등의 불확실성을 고려하여 안전성을 확보함과 동시에 경제적 효율성을 고려해야 한다. 이에 대한 가장 합리적인 해결방안으로서, 불확실성과 경제성을 동시에 고려하는 시스템 신뢰도 기반 최적설계 분야에 대한 관심이 증대되었으며 이를 구조물 설계에 적용하기 위한 많은 시도가 이루어졌다. 기존의 확정론적 최적설계와는 다르게 시스템 신뢰도 기반 최적설계는 요소 확률구속조건 및 시스템 확률구속조건에 대한 평가를 수행해야 한다. 하지만, 요소 신뢰도 지수 및 시스템 신뢰도 지수를 매 확률구속조건을 평가할 때마다 산정해야 하므로 대형구조해석이 필요한 경우에는 과도한 계산시간이 요구된다. 따라서, 대형구조해석을 필요로 하는 경우에 대하여 보다 효율적인 SRBDO 알고리즘 개발이 필요하다고 할 수 있다. 이 연구에서는 성능치 접근법을 이용하여 보다 더 안정적이고 효율적인 시스템 신뢰도 기반 최적설계 알고리즘을 제안하였다. 신뢰도 기반 최적설계에 효과적으로 적용된 성능치 접근법은 직접적으로 신뢰도 지수 및 파괴확률을 산정할 수 없어 시스템 신뢰도 기반 최적설계에는 적용할 수 없는 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해서 시스템 신뢰도 기반 최적설계 알고리즘을 요소 신뢰도 해석만을 수행하는 신뢰도 기반 최적설계 부분과 시스템 신뢰도 해석만을 수행하는 신뢰도 기반 최적설계 부분으로 나누어, 요소 신뢰도 해석만을 수행하는 신뢰도 기반 최적설계에 성능치 접근법을 적용하였다. 시스템 신뢰도 지수가 목표 시스템 신뢰도 지수를 만족할 때까지 각 요소 한계상태에 대한 목표 신뢰도 지수를 변경하면서 신뢰도 기반 최적설계를 수행하였다. 수학적 문제 및 트러스 문제에 대하여 제안된 방법을 적용한 결과, 수렴성 및 효율성 측면에서 우수한 성능을 보여줌을 확인하였다.

• Ocean and Polar Research
• /
• 제36권4호
• /
• pp.487-494
• /
• 2014

Deep-seabed test miner operated by a self-propelled mining system moving on soft soil is an essential device to secure floating and towing performances. The performances of the tracked vehicle are seriously influenced by noise factors such as the shear strength of the seafloor, bottom current, seafloor slope, speed of tracked vehicle, reaction forces of flexible hose, steering ratio, etc. Due to uncertainties related to noise factors, the design of a deep-sea manganese nodules test miner that satisfies target reliabilities is difficult. Therefore, reliability-based design optimization (RBDO) is required to guarantee system reliability under circumstances where uncertainties related to noise factors prevail. Among noise factors, the bottom current, a bimodal distribution, is censored due to the observation limit of measurement devices. Therefore, estimated distribution of the bottom current is inaccurate without considering these characteristics and the result of RBDO cannot be guaranteed. In this paper, we define censored data as unknown values over the limit of observation. If this data is estimated by using Akaike information criterion (AIC) that cannot consider the characteristics of censored data, the distribution of estimated data cannot guarantee accurate reliability. Therefore, censored AIC that can consider the characteristics of data is used to estimate accurate distribution of the bottom current. Finally, RBDO, under circumstances where uncertainties related to noise factors combined censored data are present, is performed on the mobility of a deep-sea manganese nodules test miner.