• Title/Summary/Keyword: 수치해석모형

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Experimental and Numerical Study for Motion Reduction Design of Floating Wave Energy Converter (부유식 파력발전구조물의 운동 저감부 형상설계에 관한 수치 및 실험적 연구)

  • Park, Ji Yong;Nam, Bo Woo;Hong, Sa Young;Shin, Seung Ho
    • Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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    • v.17 no.2
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    • pp.81-89
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    • 2014
  • The present study aims to design an optimized hull shape of a floating pendulum-type wave energy converter(WEC). The purpose of these structure is to improve the performance and stability of the WEC by reducing its motion under operating and survival wave conditions. In this study, motion reduction structures, like restoring and dampling plates were installed on a floating pendulum WEC that has been the subject of previous studies. Restoring plates were installed to increase the restoring force and shift the natural period to a shorter period. Damping plates were installed to shift the natural period to a longer period by increasing the added mass. The effects of the structures were then analyzed under different incident wave conditions. The design parameters for the motion reduction structures were size, shape, and installed position. The wave-induced motion characteristics and performance of the floating pendulum WEC were also investigated numerically. Based on the simulation results, we are able to optimize the motion reduction structure of the WEC, thus improving its efficiency and durability.

Joint Distribution of Wave Crest and its Associated Period in Nonlinear Random Waves (비선형 파동계에서의 파고와 주기 결합 확률분포)

  • Park, Su Ho;Cho, Yong Jun
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.31 no.5
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    • pp.278-293
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    • 2019
  • The joint distribution of wave height and period has been maltreated despite of its great engineering value due to the absence of any analytical model for wave period, and as a result, no consensus has been reached about the effect of nonlinearity on these joint distribution. On the other hand, there was a great deal of efforts to study the effects of non-linearity on the wave height distribution over the last decades, and big strides has been made. However, these achievements has not been extended to the joint distribution of wave height and period. In this rationale, we first express the joint distribution of wave height and period as the product of the marginal distribution of wave heights with the conditional distribution of associated periods, and proceed to derive the joint distribution of wave heights and periods utilizing the models of Longuet-Higgins (1975, 1983), and Cavanie et al. (1976) for conditional distribution of wave periods, and height distribution derived in this study. The verification was carried out using numerically simulated data based on the Wallops spectrum, and the nonlinear wave data obtained via the numerical simulation of random waves approaching toward the uniform beach of 1:15 slope. It turns out that the joint distribution based on the height distribution for finite banded nonlinear waves, and Cavanie et al.'s model (1976) is most promising.

ROC Analysis of Topographic Factors in Flood Vulnerable Area considering Surface Runoff Characteristics (지표 유출 특성을 고려한 홍수취약지역 지형학적 인자의 ROC 분석)

  • Lee, Jae Yeong;Kim, Ji-Sung
    • Ecology and Resilient Infrastructure
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    • v.7 no.4
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    • pp.327-335
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    • 2020
  • The method of selecting an existing flood hazard area via a numerical model requires considerable time and effort. In this regard, this study proposes a method for selecting flood vulnerable areas through topographic analysis based on a surface runoff mechanism to reduce the time and effort required. Flood vulnerable areas based on runoff mechanisms refer to those areas that are advantageous in terms of the flow accumulation characteristics of rainfall-runoff water at the surface, and they generally include lowlands, mild slopes, and rivers. For the analysis, a digital topographic map of the target area (Seoul) was employed. In addition, in the topographic analysis, eight topographic factors were considered, namely, the elevation, slope, profile and plan curvature, topographic wetness index (TWI), stream power index, and the distances from rivers and manholes. Moreover, receiver operating characteristic analysis was conducted between the topographic factors and actual inundation trace data. The results revealed that four topographic factors, namely, elevation, slope, TWI, and distance from manholes, explained the flooded area well. Thus, when a flood vulnerable area is selected, the prioritization method for various factors as proposed in this study can simplify the topographical analytical factors that contribute to flooding.

Frequency Domain Pattern Recognition Method for Damage Detection of a Steel Bridge (강교량의 손상감지를 위한 주파수 영역 패턴인식 기법)

  • Lee, Jung Whee;Kim, Sung Kon;Chang, Sung Pil
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.17 no.1 s.74
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    • pp.1-11
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    • 2005
  • A bi-level damage detection algorithm that utilizes the dynamic responses of the structure as input and neural network (NN) as pattern classifier is presented. Signal anomaly index (SAI) is proposed to express the amount of changes in the shape of frequency response functions (FRF) or strain frequency response function (SFRF). SAI is calculated using the acceleration and dynamic strain responses acquired from intact and damaged states of the structure. In a bi-level damage identification algorithm, the presence of damage is first identified from the magnitude of the SAI value, then the location of the damage is identified using the pattern recognition capability of NN. The proposed algorithm is applied to an experimental model bridge to demonstrate the feasibility of the algorithm. Numerically simulated signals are used for training the NN, and experimentally-acquired signals are used to test the NN. The results of this example application suggest that the SAI-based pattern recognition approach may be applied to the structural health monitoring system for a real bridge.

Simulation of mixing process and influence zone of the fresh water for the inner Saemankeum reservoir and outer region regarding seawater bypassing (해수소통이 전제된 새만금호 내부의 혼합확산거동과 외해역의 영향범위 모의)

  • Suh Seung Won;Mok In Kyun;Kim Jun Ho;Yu Kyung Sun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2005.05b
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    • pp.543-547
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    • 2005
  • 해수소통을 전제한 경우 새만금호 내측의 염분변화가 만경강의 평수량 및 홍수량 유입에 따라 혼합확산되는 것을 평가하고 배수갑문 방류시 담수가 외해에 미치는 영향범위를 평가하기 위한 수치모형실험이 실시되었다. 이때 새만금호 내부의 관리수위는 DL=-1.5m, DL=-0.5m, DL=-0.0m, DL=+0.5m가 고려되었다. 외해역의 평가는 새만금을 포함한 전체해역에 대해 외해경계에서 4개의 주요분조($M_2,S_2,K_1,O_1$)의 진폭과 위상각을 대입하고 2차원 ADCIRC 및 3차원 TIDE3D 모형을 적용하였다. 내부는 여기에 3개 연직층을 고려한 3차원 ICM 모델이 추가 적용되었다. 내부의 혼합확산 평가 결과는 시간이 지남에 따라 외해에서 유입되는 염수가 상대적으로 저염인 담수호 내부로 유입 확산되는 것이 평면적으로나 연직방향으로 변화되는 것을 매우 뚜렷하게 나타남을 알 수 있고, 최소 1개월 이상 경과되어야 만경호측에 외해수가 혼합되는 것으로 분석된다. 수문을 개방하지 않은 상태에서 새만금 방조제 외해의 최강창낙조시 조류속도는 0.5-0.6m/s 정도에 해당되는 것으로 분석되었다. 신시갑문을 개방하는 경우 관리수위가 DL=-1.5m와 DL=+0.5m로 변함에 따라 갑문 전면 10Km-l3Km에 이르는 해역까지 수문개방에 따라 0.5m/s의 유속이 형성된다. 가력갑문을 개방하는 경우는 신시갑문의 개방에 따른 영향보다는 작지만 갑문 전면 14Km까지 0.5m/s의 강한 유동이 관리수위별로 나타나고 있다. 이러한 결과는 담수 방류로 인한 영향이 주기적으로 낙조시에 발생되어 새만금 방조제 전면의 해수순환과 유동에 적지 않은 영향을 미칠 개연성을 제시하는 것으로 해석된다.$\cdot$유출에 의한 수질변화양상을 단계적으로 구분하여 수질변화에 중요한 영향을 미치는 인자에 대한 이론적인 분석을 수행하고, 배수갑문 개방에 의한 수질개선효과를 최대화하기 위한 환경관리 방안 제시에 중점을 두어 수행하였다.ncy), 환경성(environmental feasibility) 등을 정성적으로(qualitatively) 파악하여 실현가능한 대안을 선정하였다. 이렇게 선정된 대안들은 중유역별로 검토하여 효과가 있을 것으로 판단되는 대안들을 제시하는 예비타당성(Prefeasibility) 계획을 수립하였다. 이렇게 제시된 계획은 향후 과학적인 분석(세부평가방법)을 통해 대안을 평가하고 구체적인 타당성(feasibility) 계획을 수립하는데 토대가 될 것이다.{0.11R(mm)}(r^2=0.69)$로 나타났다. 이는 토양의 투수특성에 따라 강우량 증가에 비례하여 점증하는 침투수와 구분되는 현상이었다. 경사와 토양이 같은 조건에서 나지의 경우 역시 $Ro_{B10}(mm)=20.3e^{0.08R(mm)(r^2=0.84)$로 지수적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 유거수량은 토성별로 양토를 1.0으로 기준할 때 사양토가 0.86으로 가장 작았고, 식양토 1.09, 식토 1.15로 평가되어 침투수에 비해 토성별 차이가 크게 나타났다. 이는 토성이 세립질일 수록 유거수의 저항이 작기 때문으로 생각된다. 경사에 따라서는 경사도가 증가할수록 증가하였으며 $10\% 경사일 때를 기준으로 $Ro(mm)=Ro_{10}{\times}0.797{\times}e^{-0.021s(\%)}$로 나타났다.천성 승모판 폐쇄 부전등을 초래하는 심

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Three-dimensional anisotropic inversion of resistivity tomography data in an abandoned mine area (폐광지역에서의 3차원 이방성 전기비저항 토모그래피 영상화)

  • Yi, Myeong-Jong;Kim, Jung-Ho;Son, Jeong-Sul
    • Geophysics and Geophysical Exploration
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    • v.14 no.1
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    • pp.7-17
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    • 2011
  • We have developed an inversion code for three-dimensional (3D) resistivity tomography including the anisotropy effect. The algorithm is based on the finite element approximations for the forward modelling and Active Constraint Balancing method is adopted to enhance the resolving power of the smoothness constraint least-squares inversion. Using numerical experiments, we have shown that anisotropic inversion is viable to get an accurate image of the subsurface when the subsurface shows strong electrical anisotropy. Moreover, anisotropy can be used as additional information in the interpretation of subsurface. This algorithm was also applied to the field dataset acquired in the abandoned old mine area, where a high-rise apartment block has been built up over a mining tunnel. The main purpose of the investigation was to evaluate the safety analysis of the building due to old mining activities. Strong electrical anisotropy has been observed and it was proven to be caused by geological setting of the site. To handle the anisotropy problem, field data were inverted by a 3D anisotropic tomography algorithm and we could obtain 3D subsurface images, which matches well with geology mapping observations. The inversion results have been used to provide the subsurface model for the safety analysis in rock engineering and we could assure the residents that the apartment has no problem in its safety after the completion of investigation works.

A Modeling Study on the AVO and Complex Trace Analyses of the Fracture Bone Reflection (파쇄대 반사에너지의 AVO 및 복소트레이스 분석에 관한 모형연구)

  • Han Soo-Hyung;Kim Ji-Soo;Ha Hee-Sang;Min Dong-Joo
    • Geophysics and Geophysical Exploration
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    • v.2 no.1
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    • pp.33-42
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    • 1999
  • AVO and complex trace analyses mainly used to characterize natural gas reservoir were tested in this paper for a possible application to detection of major geological discontinuities such as fracture zones. The test data used in this study were calculated by utilizing a viscoelastic numerical program which was based on the generalized Maxwell body for a horizontal fracture model. In AVO analysis of a horizontal fracture zone, p-wave reflection appears to be variant depending upon the acoustic-impedence contrast and the offset distance. The fracture zone is also effectively clarified both in gradient stack and range-limited stack in which fracture zone reflection is attenuated with the increasing offset distance. In complex attribute plots (instantaneous amplitude, frequency, and phase), the top and bottom of the fracture Tone are characterized by a zone of strong amplitudes and an event of the same phase. Low frequency characteristics appear at the fracture zone and the underneath. Amplitude attenuation and waveform dispersion are dependent on Q-contrast between the fracture zone and the surrounding media. They were properly compensated by optimum inverse Q-filtering.

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An analysis methodology of spatial locational character and change of urban micro land use , with GIS analysis , in the case of Kangnam , Seoul (GIS를 이용한 도시토지이용의 입지특성 및 변화 파악 방법 - 강남 신시가지를 대상으로 -)

  • Kahng, Byong-Kee;Kweon, Ihl;Kim, Tae-Hyun
    • Spatial Information Research
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    • v.5 no.1
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    • pp.27-41
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    • 1997
  • Urban land use planning is the most important core-part, and it is the start and synthetical plan of the other part, in the urban planning. For the desirable urban land use planning draw out the spatial locational character and change of urban land use. The propose of tills study is building methodology of Parcel-based Urban Land use Information Svstem(P-bULlS) and it's apphcation methodology that can be used urban planning or land use planning. To this end, each and all of the land parcels of Kangnam area was analyzed. P-bULIS should be able to easily analyze the spatial locational character and change of land use in the region. And It should be able to the qualitative, quantitative and spatial analysis, and spatial multi-variate statistical analysis can be done at relatively low cost by linking the software of statics to P-bULlS.

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유리화 비정형 탄소(vitreous carbon)를 이용하여 제작한 전계방출 소자의 균일성 증진방법

  • 안상혁;이광렬
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 1999.07a
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    • pp.53-53
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    • 1999
  • 전계방출을 이용한 평판 표시장치는 CRT가 가진 장점을 모두 갖는 동시에 얇고 가벼우며 낮은 전력소모로 완벽한 색을 구현할 수 있는 차세대 표시장치로서 이에 대한 여국가 활발히 이루어지고 있다. 여기에 사용되는 음극물질로서 실리콘이나 몰리 등을 팁모양으로 제작하여 사용해 왔다. 하지만 잔류가스에 의한 역스퍼터링이나 화학적 반응에 의해서 전계방출 성능이 점차 저하되는 등의 해결해야할 많은 문제가 있다. 이러한 문제들을 해결하기 위하여 탄소계 재료로서 다이아몬드, 다이아몬드상 카본 등을 이용하려는 노력이 진행되어 왔다. 이중 유리화 비정형 탄소는 다량의 결함을 가지고 있는 유리질의 고상 탄소 재로로서, 전기전도도가 우수하면서 outgassing이 적고 기계적 강도가 뛰어나며 고온에서도 화학적으로 안정하여 전계방출 소자의 음극재료로서 알맞은 것으로 생각된다. 유리화 비정형 탄소가루를 전기영동법으로 기판에 코팅하여 전계방출 소자를 제작하였다. 전기영동 용액으로 이소프로필알코올에 질산마그네슘과 소량의 증류수, 유리화 비정형 탄소분말을 섞어주었고 기판으로는 몰리(Mo)가 증착된 유리를 사용하였다. 균일한 증착을 위해서 증착후 역전압을 걸어 주는 방법과 증착 후 플라즈마 처리를 하는 등의 여러 가지 방법을 사용했다. 전계방출 전류는 1$\times$10-7Torr이사에서 측정하였다. 1회 제작된 용액으로 반복해서 증착한 횟수에 따라 표면의 거치기, 입자의 분포, 전계방출 측정 결과 등의 차이가 관찰되었다. 발광이미지는 전압에 따라 변화하였고, 균일한 발광을 관찰하기 위해서 오랜 시간동안 aging 과정을 거쳐야 했다. 그리고 구 모양의 양극을 사용해서 위치를 변화시키며 시동 전기장을 관찰하여 위치에 따른 전계방출의 차이를 조사하여 발광의 균일성을 알 수 있었다.on microscopy로 분석하였으며 구조 분석은 X-선 회절분석, X-ray photoelectron spectroscopy 그리고Auger electron spectroscope로 하였다. 증착된 산화바나듐 박막의 전기화학적 특성을 분석하기 위하여 리튬 메탈을 anode로 하고 EC:DMC=1:1, 1M LiPF6 액체 전해질을 사용한 Half-Cell를 구성하여 200회 이상의 정전류 충 방전 시험을 행하였다. Half-Cell test 결과 박막의 결정성과 표면상태에 따라 매우 다른 전지 특성을 나타내었다.도상승율을 갖는 경우가 다른 베이킹 시나리오 모델에 비해 효과적이라 생각되며 초대 필요 공급열량은 200kW 정도로 산출되었다. 실질적인 수치를 얻기 위해 보다 고차원 모델로의 해석이 필요하리라 생각된다. 끝으로 장기적인 관점에서 KSTAR 장치의 베이킹 계획도 살펴본다.습파라미터와 더불어, 본 연구에서 새롭게 제시된 주기분할층의 파라미터들이 모형의 학습성과를 높이기 위해 함께 고려된다. 한편, 이러한 학습과정에서 추가적으로 고려해야 할 파라미터 갯수가 증가함에 따라서, 본 모델의 학습성과가 local minimum에 빠지는 문제점이 발생될 수 있다. 즉, 웨이블릿분석과 인공신경망모형을 모두 전역적으로 최적화시켜야 하는 문제가 발생한다. 본 연구에서는 이 문제를 해결하기 위해서, 최근 local minimum의 가능성을 최소화하여 전역적인 학습성과를 높여 주는 인공지능기법으로서 유전자알고리즘기법을 본 연구이 통합모델에 반영하였다. 이에 대한 실증사례 분석결과는 일일 환율예측문제를 적용하였을 경우, 기존의 방법론보다 더 나운 예측성과를 타나내었다.pective" to workflow architectural discussions. The vocabulary suggested

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A study on the effect of support structure of steel rib in partitioning excavation of tunnel (터널 상·하반 분할 굴착 시 강지보재 지지구조 효과에 대한 연구)

  • Kim, Ki-Hyun;Kim, Yeon-Deok;Hwang, Beoung-Hyeon;Choi, Yong-Kyu;Kim, Sang-Hwan
    • Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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    • v.22 no.5
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    • pp.543-561
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    • 2020
  • This paper is the result of the study on the effect of the support structure of the tunnel steel rib. In tunnel excavation, the top and bottom half excavation methods result in subsidence of steel rib reinforcement due to insufficient support of steel rib reinforcement when the ground is poor after excavation. The foundation of the steel rib installed in the upper half excavates the bottom part of the base, causing the subsidence to occur due to various effects such as internal load and lateral pressure. As a result, the tunnel is difficult to maintain and its safety is problematic. To solve these problems, steel rib support structures have been developed. For the purpose of verification, the behavior of the supporting structure is verified by model experiments reduced to shotcrete and steel rib material similarity, the numerical analysis of ΔP and ΔP generated by bottom excavation by Terzaghi theoretical equation. As a result, it was found that the support structure of 20.100~198.423 kN is required for the 10~40 m section of the depth for each soil of weathered soil~soft rock. In addition, as a result of the reduced model experiment, a fixed level of 50% steel rib deposit of steel rib support structure was installed. The study shows that the installation of steel rib support structures will compensate for uncertainties and various problems during construction. It is also thought that the installation of steel rib support structure will have many effects such as stability, economy, and air reduction.