• 제목/요약/키워드: 구조방정식기법

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유연한 구조물의 확률론적 제어에 대한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Stochastic Control of a Flexible Structural System)

  • 김대중;허훈
    • 소음진동
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    • 제9권3호
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    • pp.502-508
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    • 1999
  • Newly developed control methodology applied to dynamic system under random disturbance is investigated and its performance is verified experimentall. Flexible cantilever beam sticked with piezofilm sensor and piezoceramic actuator is modelled in physical domain. Dynamic moment equation for the system is derived via Ito's stochastic differential equation and F-P-K equation. Also system's characteristics in stochastic domain is analyzed simultaneously. LQG controller is designed and used in physical and stochastic domain as wall. It is shown experimentally that randomly excited beam on the base is controlled effectively by designed LQG controller in physical domain. By comparing the result with that of LQG controller designed in stochastic domain, it is shown that new control method, what we called $\ulcorner$Heo-stochastic controller design technique$\lrcorner$, has better performance than conventional ones as a controller.

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압전감지기와 압전작동기를 이용한 보구조물의 자유진동제어에 대한 유한요소 모형화 (Finite Element Modeling for Free Vibration Control of Beam Structures using Piezoelectric Sensors and Actuators)

  • 송명관;한인선;김선훈;최창근
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제16권2호
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    • pp.183-195
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    • 2003
  • 본 연구에서는 판형태의 압전감지기와 압전작동기가 접착되어 있는 보형태의 스마트구조물의 자유진동제어에 대한 유한요소모형화 방법을 제안한다. 압전재료의 직접압전효과와 역압전효과에 대한 구성방정식을 고려하고 변분원리를 이용하여 스마트보유한요소의 운동방정식을 유도한다. 이러한 2절점 보 유한요소근 등매개변수요소로서 Timoshenko 보이론을 기초로 한다. 따라서, 보형태의 스마트구조물을 제안하는 스마트보 유한요소에 의하여 해석함으로써 전압이 작용되는 압전작동기에 의한 구조물의 제어와 전압을 측정하는 압전감지기에 의한 구조물의 모니터링에 대한 수치적인 시뮬레이션이 가능해진다 이러한 스마트보유한요소와 Constant-gain feed back control 기법을 이용하여 압전감지기와 압전작동기를 이용한 보구조물의 자유진동제어에 대한 유한요소 모델을 제안한다

몰수체 모형 시험 해석을 위한 운동방정식의 구조 선택 및 계수 식별 결합법 (The Combined Method of Structure Selection and Parameter Identification of Equations of Motion to Analyze the Model Tests of a Submerged Body)

  • 김찬기
    • 대한조선학회논문집
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    • 제35권2호
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    • pp.20-28
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    • 1998
  • 몰수체의 운동을 정확하게 예측하기 위해서는 동적 모형의 비선형 구조를 선택하고, 이에 해당하는 조종계수를 모형 시험을 통해 추정하여야 한다. 모형 구조가 주어지면 조종계수들의 값만이 미지수가 되어 추정은 표준 최소 자승 문제로 정식화될 수 있다. 불행하게도 몰수체들의 비선형모형 구조는 거의 알려지지 않고 있다. 따라서, 모형 시험에서 측정된 자료들로부터 운동 방정식의 구조를 결정하는 방법을 개발하여 계수 추정 절차에 중요한 한 부분으로 포함시켜야 한다. 본 연구에서는 모형 시험 결과 해석을 위해 널리 사용되고 있는 최소 자승 알고리즘과 그 성능평가법에 대해 살펴보고, Gram-Schmidt에 의한 직교 분리법에 기초를 둔 계수 식별 알고리즘을 매우 단순하고 효과적으로 구조 선택법과 계수 추정법을 결합할 수 있도록 확장하였다. 마지막으로 시뮬레이션과 실제 몰수체에 대한 모형 시험 자료로의 적용을 통해 이 기법의 성능을 검증하였다. 결론적으로 본 연구의 방법은 모형 시험 결과로부터 효율적으로 운동 방정식의 구조를 식별하고 조종 계수를 추정함을 확인하였다.

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다중 경사 MUSCL을 이용한 천수방정식의 수치해석 (A Numerical Analysis of the Shallow Water Equations Using the Multi-slope MUSCL)

  • 황승용;이삼희
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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    • pp.158-158
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    • 2011
  • 천수방정식과 같은 쌍곡선형 미분방정식의 불연속 해에 대한 Riemann 해법은, 1950년대 말 공기동역학 분야에서 S. K. Godunov의 선구적인 시도 이후, 다양한 영역에서 성공적으로 적용되고 있다. 당초 제안된 해법은 공간에 대해 1차 정도였으나, 2차의 정도를 얻을 수 있는 기법이 1970년대 말 B. van Leer에 의해 제안되었으며, MUSCL로 불린다. 서로 인접한 격자의 보존변수가 고려된 경사가 도입되어 두 격자에 의해 공유되는 변의 좌 우에서 선형으로 보존변수가 재구축되는 MUSCL은 제한자와 함께 이용될 때, 구조 격자 체계에서 비교적 단순하면서도 효과적인 적용성이 입증되었다. 그런데, 이 기법을 2차원의 비구조 격자 체계에 적용하는 경우, 인접한 모든 격자의 보존변수를 고려한 평면의 경사를 결정해야 하는 어려움이 따른다. 특히, 삼각형 비구조 격자에 적용할 경우 최적의 평면을 결정하기 위해 Green-Gauss 적분식이나 최소-자승법 등을 이용하게 된다. 이에 비해, 2010년 T. Buffard와 S. Clain이 제안한 다중경사 기법은 격자의 각 변에서 경사가 각각 결정되는 방법으로 계산량이 많은 Green-Gauss 적분식이나 최소자승법을 피할 수 있는 장점이 있는 것으로 알려져 있다. 정확해가 알려진 두 경우에 대해 몇 가지 제한자를 적용한 결과를 1차 정도의 해와 함께 비교하였으며, superbee 제한자에 의한 결과가 우수하였으나, 희유파와 충격파가 맞닿는 곳에서 수치 분산이 나타났다. minmod 제한자의 결과가 대체로 무난하였으며, 이를 2차원 댐 붕괴 문제에 적용하여 1차 정도의 해와 비교하였다. 마찰이 없고 초기 수심이 댐 상류에서 10 m, 하류에서 5 m로서 물이 차 있는 경우, 1차 정도의 해에서 나타나는 수치 소산이 2차 정도에서는 발생되지 않았다. 댐 하류에서 초기에 수심이 영으로 바닥이 드러난 경우에서 마찰의 영향을 검토하였다. 마찰이 있는 경우, 마찰 경사 항의 Manning 계수를 0.04로 두었으며, 마찰에 의한 영향이 잘 드러났다. 수심이 50 mm 보다 작은 경우에는 마찰을 적용하지 않았다. 이 연구는 환경부 '차세대 핵심환경기술개발 사업'의 지원에 의한 것이다.

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하상단차 하류부 난류흐름 거동 수치모의 (Numerical Modeling of Turbulent Open Channel Flow Downstream of a Drop Structure)

  • 김병주;백중철
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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    • pp.244-244
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    • 2021
  • 난류흐름 거동은 지형이나 수공구조물과 같은 고체 경계면의 변화에 민감하게 반응하며 특징 또한 다양하다. 보나 여수로 등과 같은 단차 구조물을 통과하는 흐름은 구조물의 모서리 같은 흐름 경계면이 급변하는 지점에서는 흐름분리(flow separation)가 발생하는 것이 특징이다. 이러한 흐름분리로 인해 전단층이 발생하며 흐름 재순환(recirculation)이 구조물 하류부에 형성된다. 이 연구에서는 낙차공 형식의 단차 구조물 하류부에서의 흐름 거동을 이해하기 위해 CFD모델링을 통하여 계산된 3차원 유동장을 분석한다. 난류 모의는 하이브리드 LES(large-eddy simulation)/RANS 계산 기법인 IDDES(improved delayed detached-eddy simulation)기법을 적용한다. IDDES의 기본 모형으로는 k-ω SST모형과 Spalart-Allmaras모형을 이용하여 두 모형의 성능을 평가한다. 자유수면의 변동은 VoF(volume of fluid)기법을 이용하여 계산하며, 각 지배방정식은 최소의 수치분산을 유지하면서 수치해의 안정성을 확보할 수 있는 2차 정확도의 유한체적법을 이용하여 이산화하였다. 수치해석 결과는 레이놀즈수 23,400과 후르드수 0.22의 조건에서 기존에 계측된 자료와 비교하여 수치모형의 정확도를 평가하고 하상 단차 하류부에서의 흐름 거동 특성을 분석한다. 계산 결과는 공학적으로 널리 사용되는 RANS 수치모의에서 볼 수 없는 전단층과 난류구조의 동적 거동 특성과 이에 따른 레이놀즈 응력분포의 특성을 설명해준다.

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도시지역을 관통하는 홍수파의 특성에 관한 수치적 연구 (1) : 수치모형의 개발 및 검증 (A Numerical Study on Characteristics of Flood Wave Passing through Urban Areas (1) : Development and Verification of a Numerical Model)

  • 정우창;이진우;조용식
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제9권6호
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    • pp.89-97
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    • 2009
  • 본 연구에서는 도시지역을 관통하는 댐 붕괴파의 전파특성을 모의하고 분석하기 위한 선행 작업으로 천수방정식과 well-balanced HLLC 기법에 근간을 둔 2차원 비구조적 유한체적모형을 개발하였다. 개발된 모형은 다양한 1차원과 2차원의 댐 붕괴파 해석과 관련된 문제에 대해 검증되었으며, 검증결과 해석해 및 수리모형실험을 통한 실측자료와 매우 일치하는 경향을 나타냈다. 본 연구에서 개발된 수치모형은 현장에서 그리고 수리모형실험을 통해 관측된 수위자료와 잘 일치하였으며, 기존의 모형으로부터 계산된 수위결과에 비해 비교적 보다 정확한 결과를 나타내었다.

비선형 회귀분석과 구조방정식을 이용한 지방부 4지 신호교차로의 사고요인분석 (A Causation Study for car crashes at Rural 4-legged Signalized Intersections Using Nonlinear Regression and Structural Equation Methods)

  • 오주택;권일;황정원
    • 대한교통학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.65-76
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    • 2013
  • 사고발생의 주요지점인 신호교차로 교통사고 발생건수는 해마다 증가하고 있어 교통사고를 감소시키기 위한 원인 규명이 매우 필요하다. 국내에서 연구되어진 기존의 교통사고예측 모형들은 대부분 Poisson 모형 등의 비선형 회귀분석을 이용한 사고원인분석이 주를 이루고 있다. 비선형 Econometrics 분석기법들이 사고의 성격을 분석하는데 가장 중요한 통계적 기법이기는 하지만, 도로에서 발생하는 교통사고의 원인분석적 차원에서 접근하면 이런 사고예측 모형들만 가지고 사고발생의 설명변수들을 규명하는데 구조적인 한계가 발생한다. 이는 이러한 통계적 방법들이 사고의 예측력을 높이는데 중점을 두고, 이를 위해 소수의 유효한 설명변수들만을 모형식에 포함시키기 때문이다. 따라서 사고에 대해 보다 구체적인 원인규명을 위해서는 비선형회귀분석모형의 개발과 동시에 비선형 Econometrics 분석기법의 단점을 보완하는 또 다른 통계적 노력이 필요하다. 이에 본 연구에서는 Poisson기법을 이용하여 지방부 4지 신호교차로의 사고예측모형을 개발하였고, 동시에 복합적인 인과관계를 증명하는데 다중변수관계를 포괄적으로 측정하여 탐색하는 구조방정식을 이용하여 사고모형을 개발하여 Poisson 모형의 결과값과 비교 분석하였다.

창업연구 실증연구 분석방법론

  • 이일한
    • 한국벤처창업학회:학술대회논문집
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    • 한국벤처창업학회 2017년도 춘계학술대회
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    • pp.17-17
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    • 2017
  • 구조방정식모델(Structural Equation Modeling: SEM)은 변수들 간의 인관관계 및 상관관계를 검증하기 위한 통계기법으로 사회학 및 심리학 분야에서 개발되었지만 현재는 경영학, 광고학, 교육학, 생물학, 체육학, 의학, 정치학 등 여러 학문분야에서 광범위하게 사용되고 있다. Amos는 기본적으로 그래픽(Amos graphics)과 베이직(Amos basic)을 제공하기 때문에 정확한 프로그램의 작성이나 행렬에 대한 지식이 없는 초보자들도 아이콘을 이용하여 복잡한 연구모델이나 다중집단분석모델을 분석할 수 있다. PLS(Partial Least Square)는 모형 추정과정에서 발생하는 잔차 또는 예측오차를 최소화하여 예측력을 극대화하기 위한 프로그램이며, 즉, PLS-SEM는 표본 수가 적고 자료가 정규분포를 보이지 않거나 조형지표 모델이거나 복잡한 연구모델 분석에 유용하다. 최근 빅데이터의 열풍으로 자료들을 분석을 위한 도구로 R이 실무 현장에서 인기를 끌고 있다. R은 통계 프로그래밍 언어이자 오픈 소프트웨어 환경으로 통계, 그래픽, 데이터마이닝 등의 다양하고 방대한 양의 패키지들을 지원한다. R에서 제공되는 패키지들이 오픈 소스이고 선형 및 비선형 모델링, 고전적인 통계분석, 시 계열 분석, 분류 및 군집분석 등의 다양한 통계 패키지들을 제공한다는 측면에서 R은 실무는 물론 학문적인 측면에서도, 특히 통계를 기반으로 실증분석을 수행하는 사회과학연구들에서 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.

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BSC 관점에 대한 정보보호 투자효과 분석

  • 공희경;김태성
    • 한국경영정보학회:학술대회논문집
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    • 한국경영정보학회 2008년도 춘계학술대회
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    • pp.669-679
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    • 2008
  • 정보사회의 도래와 인터넷의 확산으로 정보보호의 중요성이 증가함에 따라 기업과 조직에 있어서 정보보호는 경쟁적 우위를 확보하기 위한 도구임과 동시에 비즈니스를 안정적으로 수행하기 위한 필수 경영요구사항으로 등장하고 있다. 또한 기업자산의 일원으로써 보호되어야 하는 유 무형 정보자산의 가치는 더욱 높아지고 있으며, 이를 관리하는 조직과 기업의 효율적이고 효과적인 정보 자산 관리 및 정보보호 투자에 대한 중요성이 부각되고 있다. 그러나 조직의 정보보호 투자가 증가함에도 불구하고 이에 대한 성과측정을 위한 체계적 방법이 제시되지 않아 정보보호 투자 의사결정 및 개선방향 도출에 어려움이 있다. 기존의 재무적 측면위주의 정보보호 투자효과 분석은 정보보호 투자의 기회비용적인 특징으로 인해 체계적인 효과 분석 및 현황을 파악하기에는 부족하며 향후 정보보호 투자의 전략추진방향을 제시하기 어렵다. 본 논문에서는 정보보호 투자효과의 특성을 고려하여 균형성과표(Balanced Scorecard, BSC)관점의 정보 보호 투자 전략과 성과에 대한 인과관계를 분석하고자 한다. 따라서 기존 정보보호 투자효과 분석의 선행연구를 중심으로 핵심성공요인과 측정지표를 도출하고, 관련 기업 및 조직을 대상으로 설문조사를 통해 수집된 자료를 구조방정식모형(Structural Equation Model, SEM) 분석기법을 활용하여 실증분석 하고자 한다.

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원심팬에 의한 닫힌 구조물 내부의 음향장 해석 (An Analysis of the Acoustic Field in a Closed Structure by a Centrifugal Fan)

  • 전완호;이덕주
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1997년도 춘계학술대회논문집; 경주코오롱호텔; 22-23 May 1997
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    • pp.602-607
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    • 1997
  • 원심팬의 소음해석 기법은 Lighthill 방정식을 풀어야 하는 어려운 작업이기 때문에 아직 해석된 예가 드물다. 그래서 본 연구에서는 이미 개발한 움직이는 쌍극에 의한 소음 계산 기법을 이용해서 원심팬의 소음을 자유공간에서 계산한다. 닫힌 공간내의 음장은 경계요소법 혹은 유한요소법으로 많이 연구가 되어 왔다. 본 연구도 일반적으로 많이 사용되는 경계요소법을 이용한다. 이 세가지 방법은 원심팬에 의한 유동/음원 특성을 계산하고, 계산된 음원특성을 이용해서 경계요소법으로 전체 음향장을 계산하는 순서로 수행된다.

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