• Title/Summary/Keyword: 모델링 불확실성

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Development of a numerical algorithm for wave modeling over complex structure in a CFD model (파랑해석 CFD 모형의 복합구조 구현을 위한 수치 알고리즘 개발)

  • Yoon, Jae Seon;Ha, Taemin
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2019.05a
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    • pp.281-281
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    • 2019
  • 수리모형실험은 수로 내에서 장시간 파랑을 발생시킬 경우, 수로 내에 반사 파랑의 성분이 누적될 수 있어 상당한 계측 오차를 발생시킬 우려가 있어 수리모형실험 결과의 검증이 필요하다. 일반적으로 수리모형실험 결과의 검증을 위해서는 동일 실험을 무수히 반복하여 불확실성을 제거하거나 다양한 수리실험실에서 수리모형실험을 수행하고 결과를 분석하여 불확실성을 제거할 수 있다. 그러나 이는 엄청난 시간과 노력은 물론 막대한 실험비용이 소요되기 때문에 경제적으로 효용성이 매우 낮아 현실적으로 수행이 어렵다. 이에 비해 수치모형실험은 상대적으로 저렴한 비용으로 수행할 수 있으며, 다수의 실험을 수행하지 않아도 불확실성을 제거할 수 있어 수리모형실험의 검증에 효율적이다. 일반적으로 난류 거동을 동반하는 복잡한 구조물 주변의 흐름 해석에는 3차원 CFD 모형이 필요하다. 특히, 병렬연산이 가능한 CFD 모형을 활용하면 수리모형실험에서도 재현이 쉽지 않은 다양한 조건에 따른 복잡한 흐름을 해석할 수 있어 효용성이 점점 증가하고 있다. 그러나 복잡한 구조물이 존재하게 되면 구조물에 재현에 막대한 격자구조가 필요하여 현실적으로 적용이 쉽지 않다. 이에 대한 대안으로 복잡한 구조물을 비교적 큰 격자에서 재현할 수 있는 가상경계법을 활용하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 가상경계법은 Navier-Stokes 방정식에서 유체 내에 존재하는 고체를 모멘텀 이론으로 대체하여 고려하는 기법으로 수치모델링 수행 시 매질을 유체만으로 구성할 수 있어 안정적으로 적용할 수 있는 것으로 알려져 있다. 본 과업에서는 다양한 분야에서 널리 활용되고 있는 3차원 CFD 모형인 OpenFOAM®기반으로 파랑해석에 필요한 경계조건을 계산할 수 있는 olaFlow를 활용하여 복잡한 구조물을 지나는 파랑해석을 수행하기 위해 가상경계법을 olaFlow에 도입한 수치 알고리즘을 개발하였다. 개발한 수치알고리즘을 활용하여 복잡한 구조를 수치모델에서 재현하였으며, 수치모델에 적용된 수치 알고리즘의 안정성에 대해 고찰하였다.

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DEVS-based Modeling Simulation for Semiconductor Manufacturing Using an Simulation-based Adaptive Real-time Job Control Framework (시뮬레이션 기반 적응형 실시간 작업 제어 프레임워크를 적용한 웨이퍼 제조 공정 DEVS 기반 모델링 시뮬레이션)

  • Song, Hae-Sang;Lee, Jae-Young;Kim, Tag-Gon
    • Journal of the Korea Society for Simulation
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    • v.19 no.3
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    • pp.45-54
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    • 2010
  • The inherent complexity of semiconductor fabrication processes makes it hard to solve well-known job scheduling problems in analytical ways, which leads us to rely practically on discrete event modeling simulations to learn the effects of changing the system's parameters. Meanwhile, unpredictable disturbances such as machine failures and maintenance diminish the productivity of semiconductor manufacturing processes with fixed scheduling policies; thus, it is necessary to adapt job scheduling policy in a timely manner in reaction to critical environmental changes (disturbances) in order for the fabrication process to perform optimally. This paper proposes an adaptive job control framework for a wafer fabrication process in a control system theoretical approach and implements it based on a DEVS modeling simulation environment. The proposed framework has the advantages in view of the whole systems understanding and flexibility of applying new rules compared to most ad-hoc software approaches in this field. Furthermore, it is flexible enough to incorporate new job scheduling rules into the existing rule set. Experimental results show that this control framework with adaptive rescheduling outperforms fixed job scheduling algorithms.

Object Relationship Modeling based on Bayesian Network Integration for Improving Object Detection Performance of Service Robots (서비스 로봇의 물체 탐색 성능 향상을 위한 베이지안 네트워크 결합 기반 물체 관계 모델링)

  • Song, Youn-Suk;Cho, Sung-Bae
    • Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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    • 2005.11a
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    • pp.195-198
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    • 2005
  • 최근 실내 환경에서 영상 정보를 사용하여 로봇이 서비스를 제공하기 위한 연구가 활발하다. 과거 영상 처리 접근 방법은 산업 환경과 같은 예측 가능한 환경을 바탕으로 미리 정의된 기하학적 모델을 통해 상황을 인식하였기에, 이를 실내 환경과 같은 가변적인 환경에 적용할 시 성능이 저하된다. 이에 지식을 기반으로 불확실성을 해결하여 정확도를 향상 시킴으로써 영상 인식 성능을 높이기 위한 다양한 연구가 진행되어 왔다. 본 논문에서는 실내에서 활동하는 서비스 로봇의 물체인식 성능을 향상시키기 위해, 대상 물체가 다른 물체에 의해서 가려져 있는 경우 대상 물체의 존재 여부를 추론하기 위한 베이지안 네트워크 모델링 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 작은 단위로 설계된 베이지안 네트워크들을 상황에 따라 결합하여 추론 모델이 구성되게 하였고 물체간의 관계를 효과적으로 표현하고 초기 확률 값을 단일하게 유지하기 위해 제안된 확률 값 설정 방법을 사용하였다. 실험은 물체 관계를 추론하는 모듈의 성능을 검증하기 위해 수행되었는데, 5가지 장소에서 82.8$\%$의 정확도를 보여주었다.

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Modelling Method for Removing Measurement Uncertainty in Chip Impedance Characterization of UHF RFID Tag IC (UHF RFID 태그 칩의 임피던스 산출 불확실성 제거를 위한 모델링 방법)

  • Yang, Jeenmo
    • The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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    • v.25 no.12
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    • pp.1228-1235
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    • 2014
  • Input impedance of UHF RFID tag chip is needed to design a tag. In determining the chip impedance, direct measurement method is adopted commonly. In this paper, problems generated from fixtures that interface between tag chip and coaxial-oriented measurement instrument are investigated and the result of the problems is shown, when the direct measurement method is applied. As an alternative to the method, a modeling method is proposed and its validity and accuracy are shown.

A sensor fusion method on local homing robot navigation using omnidirectional sensor-based model and fuzzy arithmetic (전방향 센서 기반의 모델과 퍼지 연산을 이용한 국부 유도 로봇 항법용 센서 융합 방법)

  • Bang, Seok-Won;Jeong, Myeong-Jin
    • Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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    • v.1 no.1
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    • pp.43-49
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    • 1995
  • 본 논문에서는 초음파 센서와 시각 센서에서 얻은 전방향 센서 데이타를 이용하여 실내 이동 로봇용 국부 유도 항법을 위한 새로운 환경 모델링 방법을 제안한다. 그리고 이 두 종류의 센서 데이타에 포함된 불확실성을 주관적 지식과 퍼지 연산법을 사용하여 정량적으로 다룰 수 있는 센서 융합법을 제안한다. 이 방법을 사용하여, 로봇의 현재 위치와 목표 위치간의 기하학적 관계를 더욱 정확하게 얻을 수 있다. 실험 결과를 통하여 제안된 모델링과 센서 융합법이 실내 이동 로봇 항법에 효과적임을 보였다.

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Analysis and Design of Current Control for Three Phase Inverter Using Complex Vector (복소 벡터를 이용한 3상 인버터 전류제어기 설계 및 해석)

  • Lee, Taejin;Jo, Jongmin;Cha, Hanju
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2015.11a
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    • pp.183-184
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    • 2015
  • 본 논문은 3상 인버터에 사용되는 전류제어기 모델링을 복소벡터를 이용하여 해석한다. 동기좌표계에서 다중 입 출력 구조로 구성되어 있는 제어기 모델링을 복소 벡터 표기를 이용하여 단일 입 출력 구조로 나타낼 수 있어 제어기 설계 및 해석이 간편하다는 장점이 있다. 동기좌표계에서 RL부하는 커플링 성분이 존재한다. 동기주파수 50Hz, 200Hz일 경우 일반적인 PI 전류제어기 특성을 확인했으며, 동기 주파수가 200Hz이며 커플링 성분인 L값이 ${\pm}30%$인 조건에서 디커플링 및 복소 벡터 전류제어기의 특성을 비교했다. 디커플링 제어기의 특성은 오버슈트가 발생하고 긴 정착시간이 걸리지만 복소 벡터 전류 제어기는 커플링 성분의 오차에 관계없이 안정적으로 제어 수행이 가능하다. 시스템의 파라미터의 불확실성에 대해 복소 벡터 전류제어기가 강인한 특성을 가진다.

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Review of Peak Breach Outflow Predictors in Dam-Failure Modeling (댐붕괴 모델링을 위한 첨두붕괴유출량 예측식 검토)

  • Kim, Keuk-Soo;Kim, Ji-Sung;Kim, Won
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2010.05a
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    • pp.1846-1851
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    • 2010
  • 댐붕괴 모델링에 관한 연구가 활성화된 시기는 미국 Baldwin Hills 댐(1964)과 Lower Van Norman(San Fernando) 댐(1971) 붕괴 사고 이후이며 1970년대 발생한 Buffalo Creek 댐(서부 버지니아, 1972), Teton 댐(아이다호, 1976), Laurel Run 댐/Sandy Run 댐(펜실바니아, 1977), Kelly Barnes 댐(조지아, 1977) 붕괴 사고로 인해 미국 댐 안전 관리 프로그램의 포괄적 재검토의 필요성이 제기되었다. 국내에서도 연천댐 붕괴(1996년)와 장현저수지와 동막저수지의 붕괴(2002년)로 하류에 위치한 가옥 및 농경지 침수로 인해 재산피해가 발생한 바 있으며, 2005년 비상대처계획 수립을 의무화하는 제도가 도입되었다. 오늘날 댐 붕괴와 붕괴로 인한 유출 수문곡선을 분석하는데 이용 가능한 수많은 도구들이 존재하고 있다. 가장 잘 알려져 있으며 가장 널리 이용되는 모형은 NWS Dam-Break Flood Forecasting Model(DAMBRK; Fread, 1977)이며 국내 댐 저수지 비상대처계획 수립을 위해 많이 이용되고 있다. DAMBRK 모형의 입력자료는 붕괴지속시간, 결괴부측면경사, 최종결괴부바닥표고, 댐붕괴시작수위 등이 요구되며, 이 중 결괴형성과정에 관련된 매개변수의 선정을 위해서는 댐붕괴 사례연구 자료가 활용되고 있다. 모형으로부터 도출된 붕괴유출수문곡선에 대한 적정성 평가는 과거 경험, 공학적 판단, 첨두유량 예측식에 의해 수행되고 있으며 가장 객관적인 기준이라 판단되는 첨두유출량 예측식은 사례연구 자료의 부족으로 인해 높은 불확실성을 안고 있다. 본 연구는 최근까지 개발된 댐결괴 첨두유출량 예측식을 기반으로 국내 건설된 댐의 대다수를 차지하는 필댐에 대해 댐높이, 댐형식별로 예측식의 적정성을 평가하였다.

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월성 2,3,4호기 확률론적 안전성 평가의 인간오류에 대한 민감도분석

  • 강대일;양준언;박진희;황미정;김명기
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • 1997.05a
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    • pp.520-526
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    • 1997
  • WASH-1400[1]이 발간된 이후 수행되어왔던 많은 확률론적 안전성 평가 결과를 보면 노심손상빈도를 나타내는 사고경위 중 많은 부분이 인간행위와 관련이 있는 것으로 밝혀져 확률론적 안전성 평가에서 인간행위를 다루는 것은 매우 중요하게 되었다. 그러나 인간신뢰도분석은 인간행위의 다변성(variability)으로 인해 인간행위의 모델링이 어렵고 데이타가 부족해 뚜렷한 방법론이 없어 분석시 분석자의 주관성이 개입될 여지가 있고 분석결과에는 많은 불확실성을 포함하고 있다. 노심손상빈도를 나타내는 사고경위에는 다수 인간행위가 있는 포함돼있는 단절집합을 얻게되는데 이러한 인간행위들 사이에는 기기의 공통원인 고장처럼 의존성이 존재한다. 이러한 의존성의 평가방법 또한 뚜렷하게 설정되어 있지 않은 형편이다. 이에 본 논문에서는 월성 2,3,4호기 확률론적 안전성 평가 모델에 고려되어있는 인간행위들의 인간오류 확률 값과 의존성 수준의 변화에 대한 민감도분석을 수행하였다. 분석결과 초기사건 이후의 인간행위가 노심손상빈도 변화에 크게 기여하는 것이 밝혀졌고, 다수 인간행위들 사이의 의존성 수준변화가 노심손상빈도 변화에 큰 영향을 준다는 것이 밝혀졌다.

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The Importance of Geotechnical Variability in the Analysis of Earthquake-induced Slope Deformations (지진으로 인한 사면변위 해석 시 지반성질 모델의 중요성)

  • Kim, Jin-Man
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.19 no.2
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    • pp.123-133
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    • 2003
  • A practical statistical approach that can be used to model various sources of uncertainty systematically is presented in the context of reliability analysis of slope stability. New expressions for probabilistic characterization of soil properties incorporate sampling and measurement errors, as well as spatial variability and its reduced variance due to spatial averaging. The stochastic nature of seismic loading is studied by generating a large series of hazard-compatible artificial motions, and by using them in subsequent response analyses. The analyses indicate that in a seismically less active region such as the Korean Peninsular, a moderate variability in soil properties has an effect as large as the characterization of earthquake hazard on the computed risk of slope failure and excessive slope deformations.

Probabilistic Nonlinear Analysis of Semi-Rigid Frames Considering Random Elastic Modulus (탄성계수 불확실성을 고려한 반강접 프레임 구조의 확률적 비선형 거동 해석)

  • Kim, Dae Young;Noh, Hyuk Chun
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.26 no.3
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    • pp.191-198
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    • 2013
  • In this paper, the effects of uncertain material constant on the nonlinear behavior of steel frames with semi-rigid joints are examined. As to the probabilistic model, a normal distribution is assumed to simulate the uncertain elastic modulus of steel material. A nonlinear structural analysis program, which can consider both semi-rigidity in joints of the steel frames and uncertainty in the material constant, is developed. Including the geometric, material and connection nonlinearites which are the parameters of nonlinear behavior of steel frames, probabilistic analysis is conducted based on the Monte-Carlo simulation. In the probabilistic analyses, we consider the three different cases for random variables. The deterministic analysis results are shown to be in good agreement with those of the previous research results in the literature. As to the probabilistic analyses, it is observed that the coefficient of variation(COV) of displacements increases as the loading increases, and that the values of COV are dependent on the structural features of the frames.