• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2007년도 정기 학술대회 논문집
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• pp.577-582
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• 2007

A variational formulation for plane elasticity problems is derived based on an isogeometric approach. The isogeometric analysis is an emerging methodology such that the basis functions in analysis domain arc generated directly from NURBS (Non-Uniform Rational B-Splines) geometry. Thus. the solution space can be represented in terms of the same functions to represent the geometry. The coefficients of basis functions or the control variables play the role of degrees-of-freedom. Furthermore, due to h-. p-, and k-refinement schemes, the high order geometric features can be described exactly and easily without tedious re-meshing process. The isogeometric sensitivity analysis method enables us to analyze arbitrarily shaped structures without re-meshing. Also, it provides a precise construction method of finite element model to exactly represent geometry using B-spline base functions in CAD geometric modeling. To obtain precise shape sensitivity, the normal and curvature of boundary should be taken into account in the shape sensitivity expressions. However, in conventional finite element methods, the normal information is inaccurate and the curvature is generally missing due to the use of linear interpolation functions. A continuum-based adjoint sensitivity analysis method using the isogeometric approach is derived for the plane elasticity problems. The conventional shape optimization using the finite element method has some difficulties in the parameterization of boundary. In isogeometric analysis, however, the geometric properties arc already embedded in the B-spline shape functions and control points. The perturbation of control points in isogeometric analysis automatically results in shape changes. Using the conventional finite clement method, the inter-element continuity of the design space is not guaranteed so that the normal vector and curvature arc not accurate enough. On tile other hand, in isogeometric analysis, these values arc continuous over the whole design space so that accurate shape sensitivity can be obtained. Through numerical examples, the developed isogeometric sensitivity analysis method is verified to show excellent agreement with finite difference sensitivity.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제77권5호
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• pp.601-612
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• 2021

To study the vibration characteristics of a high-speed railway continuous girder bridge-track coupling system (HSRCBT), a coupling vibration analysis model of an m-span continuous girder bridge-subgrade-track system with n-span approach bridge was established. The model was based on the energy and its variational method, where both the interlaminar slip and shear deformation effects were considered. In addition, the free vibration equations and natural boundary conditions of the HSRCBT were derived. Further, according to the coordination principle of deformation and mechanics, an analytical method for calculating the natural vibration frequencies of the HSRCBT was obtained. Three typical bridge-subgrade-track coupling systems of high-speed railway were taken and the results of finite element analysis were compared to those of the analytical method. The errors between the simulation results and calculated values of the analytical method were less than 3%, thus verifying the analytical method proposed in this paper. Finally, the analytical method was used to investigate the influence of the number of the approach bridge spans and the interlaminar stiffness on the natural vibration characteristics of the HSRCBT based on the degree of sensitivity. The results suggest the approach bridges have a critical number of spans and in general, the precision requirements of the analysis could be met by using 6-span approach bridges. The interlaminar vertical compressive stiffness has very little influence on the low-order natural vibration frequency of HSRCBT, but does have a significant influence on higher-order natural vibration frequency. As the interlaminar vertical compressive stiffness increases, the degree of sensitivity to interlaminar stiffness of each of the HSRCBT natural vibration characteristics decrease and gradually approach zero.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권1호
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• pp.81-98
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• 2013

Since Probabilistic Latent Semantic Analysis (PLSA) and Latent Dirichlet Allocation (LDA) were introduced, many revised or extended topic models have appeared. Due to the intractable likelihood of these models, training any topic model requires to use some approximation algorithm such as variational approximation, Laplace approximation, or Markov chain Monte Carlo (MCMC). Although these approximation algorithms perform well, training a topic model is still computationally expensive given the large amount of data it requires. In this paper, we propose a new method, called non-simultaneous sampling deactivation, for efficient approximation of parameters in a topic model. While each random variable is normally sampled or obtained by a single predefined burn-in period in the traditional approximation algorithms, our new method is based on the observation that the random variable nodes in one topic model have all different periods of convergence. During the iterative approximation process, the proposed method allows each random variable node to be terminated or deactivated when it is converged. Therefore, compared to the traditional approximation ways in which usually every node is deactivated concurrently, the proposed method achieves the inference efficiency in terms of time and memory. We do not propose a new approximation algorithm, but a new process applicable to the existing approximation algorithms. Through experiments, we show the time and memory efficiency of the method, and discuss about the tradeoff between the efficiency of the approximation process and the parameter consistency.

• 대한토목학회논문집
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• 제3권2호
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• pp.137-144
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• 1983

고층건물에서의 전단벽(剪斷壁)은 횡하중을 지지(支持)하기 위해서 설치되는 구조물이다. 이 전단벽(剪斷壁)의 단면의 형태는 여러 가지 형태가 있을 수 있는데 개방단면을 갖게 되는 경우 이 부재는 비틀림에 약하기 때문에 이 점이 문제가 된다. 특히 그 구조물이 thin walled member인 경우는 더욱 그러하다. 최근에는 건물이 점점 고층화됨에 따라 이 문제는 더욱더 중요(重要)시 되어 보다 정확한 지식이 요구(要求)되고 있다. 본 논문(論文)에서는 고층건물에 설치되는 에리베이터 츄브가 전단벽 역할을 하는 경우로 단면의 형태는 channel형이고, 각 층마다 중방(中枋)(connecting beam)에 의해서 개방단면의 일부가 닫혀있게 되는 경우의 문제를 택하였다. 이를 해석(解析)하는데 복잡한 계산과 많은 계산량을 줄이고 적용에 대한 융통성을 부여하기 위해서 discrete 방법(方法)과 transfer matrix method을 사용(使用)하였다. 중방(中枋)의 영향을 고려함에 있어서는 중방(中枋)의 강도가 클 때나 적을 때나 합리적(合理的)으로 사용할 수 있는 식(式)을 적용하였다. 특히 이 방법(方法)은 불규칙한 변단면에도 쉽게 적용할 수 있을뿐만 아니라 여러 가지 하중조건에 대한 해를 일일이 구할 필요가 없으며, 형성되는 transfer matrix의 크기가 $4{\times}4$ 밖에 안되므로 쉽게 구할 수 있다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 추계학술대회 논문집(제1권)
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• pp.195-201
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• 2006

해양구조물에 유기되는 파랑력과 해양파에 의한 해양구조물의 운동특성에 대한 연구는 선형이론에 근거한 통계적인 방법에 의해 꾸준히 연구되어왔다. 이러한 연구는 선형이론의 제한성으로 인해 파 스펙트럼의 극한에 해당하는 극한파에 대해서는 적용하기 어려운 점이 있다. 본 연구에서는 간단한 구조물에 대하여 극한파에 의한 파랑력을 추정하는 수치기법을 개발하였다. 극한파는 선형 파랑 집중법을 이용하여 수치적으로 구현하여 바닥면에 고정된 수직 실린더에 작용하는 파랑력을 추정하였다. 또한 수직 실린더의 유탄성 응답을 고려하여 강체인 경우와 탄성체의 경우에서 극한파에 의한 파랑력 변화를 고찰하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제31권1호
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• pp.21-27
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• 2007

해양구조물에 유기되는 파랑력과 해양파에 의한 해양 구조물의 운동특성에 대한 연구는 선형이론에 근거한 통계적인 방법에 의해 꾸준히 진행되어왔다. 이러한 연구는 선형이론의 제한성으로 인해 파 스펙트럼의 극한에 해당하는 극한파에 대해서는 적용하기 어려운 점이 있다. 본 연구에서는 극한파에 의해 구조물에 작용하는 파랑하중을 추정하는 수치기법을 개발하였다. 수치기법으로는 변분법에 근거한 유한요소법을 사용하였다. 선형 파랑 집중법을 이용하여 수치적으로 극한파를 구현하였으며, 이를 이용하여 바닥면에 고정된 수직 실린더에 작용하는 파랑하중을 추정하였다. 또한 수직 실린더의 유탄성 응답을 고려하여 강체인 경우와 탄성체의 경우에서 극한파에 의한 파랑하중 변화를 고찰하였다.

• 대기
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• 제29권3호
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• pp.241-255
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• 2019

Bias correction (BC) and quality control (QC) are essential steps for the proper use of satellite observations in data assimilation (DA) system. BC should be calculated over quality controlled observation. And also QC should be performed for bias corrected observation. In the Korea Institute of Atmospheric Prediction Systems (KIAPS) Package for Observation Processing (KPOP), we adopted an adaptive BC method that calculates the BC coefficients with background at the analysis time rather than using static BC coefficients. In this study, we have developed an iterative QC-BC method for Advanced Microwave Sounding Unit-A (AMSU-A) to reduce the negative feedback from the interaction between BC and QC. The new iterative QC-BC is evaluated in the KIAPS 3-dimensional variational (3DVAR) DA cycle for January 2016. The iterative QC-BC method for AMSU-A shows globally significant benefits for error reduction of the temperature. The positive impacts for the temperature were predominant at latitudes of $30^{\circ}{\sim}90^{\circ}$ of both hemispheres. Moreover, the background warm bias across the troposphere is decreased. Even though AMSU-A is mainly designed for atmospheric temperature sounding, the improvement of AMSU-A pre-processing module has a positive impact on the wind component over latitudes of $30^{\circ}S$ near upper-troposphere, respectively. Consequently, the 3-day-forecast-accuracy is improved about 1% for temperature and zonal wind in the troposphere.

• 대한핵의학회지
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• 제38권6호
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• pp.486-491
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• 2004

목적: 요소분석법. 독립성분분석법 등이 PET을 이용하여 심근혈류를 비침습적으로 측정하기 위하여 사용되어 왔다. 이론적으로 뛰어나고 새로운 방법인 앙상블 독려성분분석법을 이용하여 $H_2^{15}O$ 동적 심근 PET데이터의 정량분석방법을 개발하였다. 이 연구에서 사용한 앙상블 독려성분분석법을 이용하여 환자의 혈류를 정량화 하였다. 대상 및 방법: 관동맥질환이 의심되어 관류 SPECT를 시행한 환자 20명을 대상으로 $H_2^{15}O$ 동적 심근 PET을 시행한 후 앙상블 독립성분분석법을 이용하여 심근 독립성분영상을 추출하였으며, 좌심실영역과 심근영역에 대한 영상대조도를 조사하였다. 앙상블 학습은 독립성분과 가중치 행렬에 대한 확률분포를 가정하고 베이지안 이론에 의해서 혼합자료에 대한 확률분포를 추정한다. 이렇게 추정한 혼합자료의 확률분포와 실제 분포간의 차이인 Kullback-Leibler 발산치가 최소가 되도록 독립성분과 가중치 행렬을 순차적으로 변화시켜가며 최종 해를 찾는 방식이다. 이 연구에서 사후확률분포는 동적 핵의학 영상에 적합한 비음성제약조건과 함께 수정된 가우시안 분포를 이용하여 최적화 하였다. 혈류량은 심첨부, 중벽 네 부분, 하벽 네 부분의 9개 영역으로 나누어 측정하였으며, 측정결과에 대해 관류 SPECT 소견과 관동맥조영술의 소견과 비교하였다. 결과: 전체 20명의 휴식기 및 부하기 영상에서 5명을 제외한 15명의 데이터에 대해 심근혈류를 측정할 수 있었다. $H_2^{15}O$ 동적 심근 PET에서 앙상블 독립성분분석법을 이용하여 정량화한 휴식기 혈류량은 $1.2{\pm}0.40$ ml/min/g, 부하기 혈류량은 $1.85{\pm}1.12$ml/min/g이었다. 같은 영역에 대해 두 번 측정했을 때 측정된 심근혈류값의 상관계수는 0.99로 재현성이 높았다. 분리된 독립성분영상에서 영상대조도는 좌심실에 대한 심근영역의 비는 평균 1:2.7이었다. 관동맥 조영술을 시행한 9명에서 협착이 없는 분절과 협착이 있는 분절의 혈류예비능에 유의한 차이가 있었다(P<0.01). 또한, 관동맥조영술에서 협착이 확인된 66분절의 심근관류 SPECT 소견에서 가역적 혈류감소를 보인 분절의 혈류예비능이 더 많이 감소되는 경향을 보였으나 통계적 유의성을 보이지는 않았다. 결론: 앙상블 학습을 이용한 독립성분분석방법을 이용하여 심근혈류가 측정이 되었다. 앙상블 독립성분분석법을 이용한 $H_2^{15}O$ 동적 심근 PET 분석방법이 관상동맥 질환의 분석 및 동적 핵의학 영상 데이터의 연구에 도움이 될 것으로 기대된다.

• 자원환경지질
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• 제54권1호
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• pp.77-89
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• 2021

본 연구에서는 Jeong et al. (2020)의 연구에서 수행된 지하수위 변동 패턴의 저차원 특징추출 과정의 문제점을 분석하고, 이에 대한 개선방안이 제안된다. 해당 연구에서는 Denoising autoencoder (DAE)를 이용해 전국의 연 단위 지하수위 변동 자료로부터 저차원 특징이 추출되며, 추출된 자료를 이용해 대수층의 수리 특성값을 예측하는 회귀 모델이 개발되었다. 그러나 특정 지역의 연도별 강수 패턴이 달라질 경우, 지하수위 변동 패턴 및 저차원 특징 또한 달라지며, 이에 따라 동일 지역임에도 불구하고 저차원 특징으로부터 추정되는 수리 특성값이 다양하게 나타날 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 본 연구에서는 조건부 생성 모델인 Conditional variational autoencoder (CVAE)를 이용하였으며, 전국 71개 지역에서 10년 동안 획득된 지하수위 자료와 강수 자료 간 상관관계가 학습되었다. 학습된 모델을 통해 모든 지역에 대해 동일 강수 조건이 적용될 때의 지하수위 자료가 생성되었으며, 생성된 지하수위 자료로부터 저차원 특징이 추출되었다. CVAE를 이용해 동일 강수 조건으로 생성된 지하수위 자료의 저차원 특징과 기존 DAE를 통해 추출된 저차원 특징이 비교되었으며, 그 결과 CVAE를 이용해 추출된 저차원 특징 간 거리가 저차원 공간상에서 보다 가깝게 분포하는 것이 확인되었다. 따라서 제안된 방법을 이용할 경우 대수층 특성에만 영향을 받는 지역별 지하수위 자료 및 저차원 특징이 효과적으로 추출될 수 있으며, 이를 통해 기존 개발된 회귀 모델의 성능이 개선될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.339-345
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• 2007

본 논문에서는 등기하 해석법을 이용하여 평면 탄성문제의 변분식을 유도하였다. 등기하 해석법은 새로이 부각되고 있는 해석법으로서 기저 함수가 NURBS(Non-Uniform Rational B-Splines) 로부터 직접 생성되므로 해 공간은 CAD 모델을 구성하는 함수로써 표현된다. 또한 CAD 모델의 B-Spline 기저 함수를 직접 사용하므로 기하학적으로 엄밀한 형상을 표현할 수 있고 요소망의 재구성 없이 해석모델을 정밀화(Refinement)할 수 있는 강점이 있다. 본 논문에서는 이를 확장하여 연속체 기반의 애드조인트 설계 민감도 해석법을 사용하는 등기하 설계민감도 해석법을 유도하였다. 기존의 유한요소 기반형상 최적설계는 형상의 매개화에 어려움을 겪었으나 등기하 기반 최적설계에서는 기하학적 정보가 이미 B-spline 기저함수와 조정점에 포함되어 있으므로 이러한 어려움을 피할 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 몇몇 수치 예제를 통해서 등기하 해석법을 사용한 설계 민감도 해석을 수행하였으며 유한차분 민감도와 비교하여 정확성을 확인하였다.