• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.1032-1036
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• 2006

본 연구에서는 영산강 본류를 대표하는 나주지점을 대상으로 하여, 해당 지점에서 자동 측정되고 있는 수질 항목들 중에서 총유기탄소(TOC: Total Organic Carbon)의 시계열 자료에 대한 비선형 동역학적 거동을 파악하고자 하였다. 1994년 낙동강에서의 수질오염 사고 이후 4대강 유역에서 설치.운영되고 있는 수질자동 측정망의 TOC 자료를 일자료로 환산하여 사용하였으며, 시계열 자료에 비선형 동역학적(카오스적) 특성이 존재하는지를 알아보기에 앞서 자료의 전처리 과정으로써 3가지의 잡음제거 방법을 적용하였다. 잡음이 제거된 시계열 자료에 비선형 동역학적 거동의 파악을 위해 보편적으로 사용되고 있는 상관차원분석을 실시하였다. 또한 상관차원분석 결과 비선형 동역학적 거동을 나타내는 것으로 판별된 자료에 대하여 그 양상을 가시적으로 알아보기 위해 지체시간$(\tau)$을 적용하여 3차원 위상공간에 도시하였다. 본 연구의 결과, 나주지점에서 측정되고 있는 총유기탄소에 대해 비선형 잡음제거 방법을 적용한 자료가 비선형 동역학적 거동을 내재하고 있는 것으로 나타났으나, 이를 위상공간에 재건하였을 경우 이상한 끌개(strange attractor)의 뚜렷한 구조가 보이지 않았다. 그러나 상관차원분석 결과 잡음이 제거된 자료가 카오스적 특성을 보이므로, 자료의 단기예측을 위한 방법에 기초적인 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.754-755
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• 2010

본 논문에서는 선형 유한요소법과 동역학적 해석방법을 연계하여 유연 다물체 보의 거동을 해석하였다. 이 방법은 절대 절점 좌표계를 사용하였고, 몇 가지 수치 예제를 해석해 본 논문에서 설명하는 선형 유한 요소법과 동역학적 연계 해석방법의 타당함을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2012.10a
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• pp.826-827
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• 2012

• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.8 no.1
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• pp.16-22
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• 1994

수중 예인시스템의 동적 거동 해석을 위한 3차원 비선형 수학모델이 제시되었다. 수중 예인체는 세장보로 이상화되었으며, 보요소의 굽임강성 및 비틈강성의 영향이 수학모델에 포함되었다. 축류가 지배적인 비정상 상대유동장내의 세장예인체의 횡방향 운동에 따른 유체동역학적 반력과 기진력에 관한 비선형 3차원 수학 정식화가 수행되었다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.26 no.3B
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• pp.279-289
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• 2006

The reconstruction of low dimension nonlinear behavior from the hydrologic time series has been an active area of research in the last decade. In this study, we present the applications of a powerful state space reconstruction methodology using the method of Support Vector Machines (SVM) to the Great Salt Lake (GSL) volume. SVMs are machine learning systems that use a hypothesis space of linear functions in a Kernel induced higher dimensional feature space. SVMs are optimized by minimizing a bound on a generalized error (risk) measure, rather than just the mean square error over a training set. The utility of this SVM regression approach is demonstrated through applications to the short term forecasts of the biweekly GSL volume. The SVM based reconstruction is used to develop time series forecasts for multiple lead times ranging from the period of two weeks to several months. The reliability of the algorithm in learning and forecasting the dynamics is tested using split sample sensitivity analyses, with a particular interest in forecasting extreme states. Unlike previously reported methodologies, SVMs are able to extract the dynamics using only a few past observed data points (Support Vectors, SV) out of the training examples. Considering statistical measures, the prediction model based on SVM demonstrated encouraging and promising results in a short-term prediction. Thus, the SVM method presented in this study suggests a competitive methodology for the forecast of hydrologic time series.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.9 no.2 s.42
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• pp.71-80
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• 2005

The solution to a liquid sloshing problem is challenge to the field of engineering. This is not only because the dynamic boundary condition at the free surface is nonlinear, but also because the position of the free surface varies with time in a manner not known a priori. Therefore, this nonlinear phenomenon, which is characterized by the oscillation of the unrestrained free surface of the fluid, is a difficult mathematical problem to solve numerically and analytically. In this study, three-dimensional boundary element method(BEM), which is based on the so-called an arbitrary Lagrangian-Eulerian(ALE) approach for the fluid flow problems with a free surface, was formulated to solve the behavior of the nonlinear free surface motion. An ALE-BEM has the advantage to track the free surface along any prescribed paths by using only one displacement variable, even for a three-dimensional problem. Also, some numerical examples were presented to demonstrate the validity and the applicability of the developed procedure.

• The Journal of the Korea Contents Association
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• v.14 no.3
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• pp.463-469
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• 2014

Safety related devices unconstrained temporally in the process of operation of nuclear power plants could be damaged by the sliding during seismic activity. In this study sliding response of unconstrained objects to the base excitations is studied experimentally and analytically. In experiments static and dynamic tests to determine the coefficient of friction and the shaking table experiments to verify the sliding response of the analytic results were conducted. Numerical solutions by solving the nonlinear differential equations of motion governing sliding were found by the computer program using the step by step acceleration method. The exact solutions of the sliding response to the simple forms of base excitations were found to verify the computer program developed in this study. Relative displacement envelopes were suggested as a colliding criteria of the unconstrained objects.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.116-116
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• 2012

하천유역 내의 인자를 이용하여 댐의 하천유량(stream flow)을 예측하는 일은 수문특성의 연구와 자연재해에 대한 대비 및 수공구조물과 방재시설의 설계 시 중요한 역할을 한다. 이러한 연구는 과거부터 활발히 이루어졌으며, 아직도 보다 높은 정확도의 결과를 얻기 위해 많은 연구들이 이루어지고 있다. 특히 기존의 유역 내 자료를 통해 비선형적 모델인 인공신경망(artificial neural network)을 이용한 하천유량을 예측하는 연구 역시 활발히 이루어지고 있다. 본 연구의 목적은 여러 유역인자들 중 하천유량에 가장 영향을 미치는 변수를 추출하고 보다 정확한 예측모델을 구축하는 것이다. 기존의 입력자료 선정기법중의 하나인 상호정보량(mutual information)과 수문기상자료의 비선형 동역학적 성분을 추출하는 웨이블렛 변환(wavelet transform)을 사용하여 인공신경망에 적용시켰다. 인공신경망을 적용하는 경우, 수문자료에 있어서 변수의 선택과 자료의 상태가 강우예측의 결과에 큰 영향을 미친다. 이러한 변수의 선택에 있어서 상호정보량을 바탕으로 한 인공신경망 입력변수 선택기법이 많이 사용되고 있다. 일반적으로 시계열자료는 경향성(trend), 주기성(periodicity) 및 추계학적 성분(stochastic component)의 선형조합으로 가정될 수 있으며, 특히 경향성과 주기성은 시계열 모형을 위해 제거되어야 할 결정론적 성분으로 취급한다. 즉. 수문 기상자료에 포함되어 있는 경향성과 주기성과 같은 비선형 동역학적 잡음(nonlinear dynamical noise)을 제거하고 입력자료의 카오스적 거동을 보이는 성분을 분리하기 위해 웨이블렛 변환을 사용하였다. 대상유역은 한강 유역에 포함되어 있는 충주댐으로 선택하였다. 유역 내 다양한 인자들과 하천유량사이의 상호정보량을 구해 영향력이 가장 큰 변수를 추출하고, 그 자료를 웨이블렛 변환을 적용하여 인공신경망의 입력자료로 사용하였다. 본 논문에서는 위와 같은 과정을 이용해 추정한 하천유량 결과와 기존의 방법인 상호정보량을 이용해 인공신경망을 적용한 결과를 실제자료와 비교하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.34 no.8
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• pp.1083-1089
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• 2010

Shape memory alloys (SMAs) are smart materials. The unique characteristics of SMAs enable the production of large force and displacement. Hence, SMAs can be used in many applications such as in actuators and active structural acoustic controllers; the SMAs can also be used for dynamic tuning and shape control. A SMA torque tube actuator consisting of SMA tubes and superelastic springs is proposed, and the behaviors of the actuator are investigated. From the results of heat transfer analysis, it is proved that the SMA torque tube actuator with both resistive heating of SMA itself and a separate conventional heating rod in the tube core has good performance. The behavior of an actuator system was analyzed by performing a contact analysis, and the twisting motion was noticed when checking the actuation. 3D SMA nonlinear constitutive equations were formulated numerically and implemented by performing a nonlinear analysis by using Abaqus UMAT.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.16 no.1
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• pp.33-42
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• 2003

This paper deals with the FEM analysis of nonlinear sloshing of incompressible, invicid and irrotational flow in two dimensional rectangular tank. We use laplace equation based on potential theory as governing equation. For large amplitude sloshing motion, kinematic and dynamic free surface conditions derived from Bernoulli equation are applied. This problem is solved by FEM using 9-node elements. For the time integration and accurate velocity calculation, we introduce predictor-corrector time marching scheme and least square method. Also, numerical stability in tracking of free surface is obtained by direct calculation of free surface location to time variation. Numerical results of sloshing induced by harmonic excitations, while comparing with those of linear theory and references, prove the accuracy and stability. After verification of our program, we analyze sloshing response characteristics to the fluid height and the excitation amplitude.