• 제목/요약/키워드: 신뢰설계

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운용조건의 불확실성을 고려한 풍력터빈 블레이드용 익형의 신뢰성 기반 강건 최적 설계 (Reliability Based & Robust Design Optimization of Airfoils for the Wind Turbine Blade Considering Operating Uncertainty)

  • 정지훈;박경현;전상욱;강형민;이동호
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.427-430
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    • 2009
  • 풍력 터빈 블레이드용 익형의 경우 운용 조건에서 높은 양항비를 가지도록 설계되나 풍속, 풍향의 변동에 의해 운용조건에 변화가 발생할 경우 성능의 저하가 발생할 수 있다. 따라서 운용조건의 변동이 발생하더라도 공력 성능이 크게 변하지 않는 익형이 요구된다. 본 연구에서는 이러한 운용조건의 불확실성을 고려하여 풍력 터빈 블레이드용 익형의 신뢰성 기반 강건 최적 설계를 수행하였다. 익형 설계를 위해서 여러 익형 형상 변수들을 고려할 수 있는 익형 모델링 함수를 정의하였고 기저형상으로는 NREL에서 개발한 S809 익형을 사용하였다.

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대지지층구조의 분석유형에 따른 접지성능 비교 평가 (Comparison of Grounding System Performance by Analysing Soil Laver Structures)

  • 조대훈;이기식;정철희;이응호
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2009년도 춘계학술대회 논문집 전기설비전문위원
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    • pp.80-83
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    • 2009
  • 현장 대지구조의 측정과 분석은 정확하고 신뢰성 있는 접지시스템의 설계와 시공에 매우 중요하며, 특히 대지 구조의 분석은 접지방식의 선정과 시공에 있어 절대적인 요소이다. 현장 측정 대지저항률의 실제적 분석을 통해 더 정확한 접지설계와 접지의 효율성을 높일 수 있으며, 시공 후 접지성능의 설계 오차를 최소화할 수 있게 된다. 대지는 다양한 형태의 지층과 구조로 이루어져 있으며, 접지설계의 신뢰성과 정확성은 대지 조건을 얼마나 현장 지질 조건에 가깝게 모델링 하는가에 달려있다. 현장 대지구조 및 지질 특성에 가깝게 분석하여 적용된 접지 설계는 시공 오류의 최소화, 성능의 안정화 그리고 비용의 절감은 물론 운용 설비의 운용 품질을 높여 주게 된다. 본 연구에서는 현장에서 측정된 대지저항률을 수직 지층와 수평지층 구조로 분석하여 그 결과를 비교하였고, 분석된 각각의 구조 대지저항률을 적용하여 접지시스템을 설계 비교하였다. 또한 설계된 접지시스템을 현장에 시공하여 측정된 결과값을 수직구조의 접지 설계치와 수평구조의 접지 설계치를 비교하므로써, 이를 통해 대지구조의 유형분석에 따른 접지설계의 신뢰성과 오류를 최소화하기 분석방안을 제시하였다.

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신뢰성 이론에 의한 하중 및 저항계수 설계 (Reliability-Based Load and Resistance Factor Design)

  • 손승요;이종헌
    • 대한토목학회논문집
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    • 제7권4호
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    • pp.1-12
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    • 1987
  • LRFD 설계형식의 개별안전계수를 확률이론에 의하여 구할 때 주로 AFOSM 방법이 이용되어 왔다. 그러나 이 방법에 의해 구한 하중 및 저항계수를 사용하면 결과적인 신뢰성지수는 목표 신뢰성지수와 다를 수 있다. 최근 Ayyub 등이 제안한 Reliability-Conditioned(RC) 방법은 목표 신뢰성지수에 부합하지만 계산의 신속성 및 일관적 체계를 유지할 수 없다. 본 연구에서 제안한 RC/AFOSM 조합방법을 이용하면 계산의 체계가 일관적이고, 다양한 설계조건에 대하여 거의 일정한 개별안전계수를 결정할 수 있으며 이로부터 결과되는 신뢰성지수도 목표 신뢰성지수에 매우 근접하다.

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선박구조설계 합리화를 위한 선체 종강도의 신뢰성 해석 (Reliability Analysis of Ship′s Longitrdinal Strength for the Rational Ship Structural Design)

  • 김외현;김병주
    • 대한조선학회논문집
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    • 제32권1호
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    • pp.25-36
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    • 1995
  • 확률적인 접근법으로서의 신뢰성 해석법의 소개와 이의 선체 구조 강도 평가 방법에의 적용에 관해 고찰하였다. 당사에서 건조한 유조선 및 살물선 34척을 대상으로 인장 항복강도, 보강판의 압축 최종강도, 그리고 선각 거어더의 최종강도 등 몇몇 대표적인 종강도 파괴양식에 대해 신뢰성 해석을 수행하였다. 해석결과로서 각 선박에 대한 신뢰도 지수를 보이고 종강도에 대한 신뢰성 해석시의 목표 신뢰도 지수를 제시하였다. 배길이와 건조연도에 따른 신뢰도 지수의 변화를 검토하였으며 결과로서 각 선박의 안전도가 큰 차이를 보임을 알 수 있었다. 각 선박에 대해 균일한 수준의 신뢰도를 제공하기 위하여 부분 안전계수를 이용한 새로운 강도 평가 기준을 마련하였다. AFOSM 방법 및 신뢰성 조건(RC) 방법에 따라 부분 안전계수를 계산하고 이를 비교하였으며 원하는 신뢰도를 줄 수 있는 설계식을 RC 방법으로 구하였다. 부분 안전계수로부터 구한 새로운 설계식을 사용하여 신뢰성 해석을 수행한 선박에 대해 재해석을 실시하였다. 그 결과 처음보다 많이 개선된 균일한 수준의 신뢰도를 얻을 수 있었고 이로부터 신뢰성 해석의 적용가능성과 유용성을 확인하였다.

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우수관의 불능확률 산정을 위한 신뢰성 모형 (Reliability model for the probability of system failure of storm sewer)

  • 권혁재;이철응;안재범
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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    • pp.1691-1695
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    • 2010
  • 본 연구에서 AFDA(Approximate Full Distribution Approach)를 사용하여 하수관의 불능확률을 정량적으로 산정할 수 있는 신뢰성 모형이 개발되었다. 여러 도시의 연 최대강우강도(Yearly Maximum Rainfall Intensity)를 이용하여 그 확률분포함수를 분석하였고 우수관(Storm sewer)의 불능확률 산정을 위한 신뢰성 모형에 적용하였다. 연 최대강우강도 자료의 분석결과 우리나라 중부지방의 여러 중소도시에 대한 연 최대강우강도의 확률분포함수는 Gumbel분포와 일치하는 것으로 나타났다. 신뢰성 모형은 불능확률의 신뢰함수를 구하기 위해 하중(Load)을 규정하는 식은 합리식이 사용되었고 용량(Capacity)를 규정하는 식은 Darcy-Weisbach공식과 Manning의 공식이 사용되었다. 이렇게 개발된 신뢰성 모형을 실제 우수관에 적용하여 불능확률을 산정하는 신뢰성 해석을 수행하였다. Y자형 우수관망에서 2개의 관으로 유입하는 각각의 유량이 그 관의 허용유량을 초과할 경우를 불능확률로 가정하였고, 나머지 관의 경우는 두 개의 관으로부터 유입하는 유량과 그 세 번째 관의 매설지역의 우수유입량의 합이 그 관의 허용유량을 초과할 경우를 불능상태(state of system failure)로 간주하여 불능확률을 정량적으로 산정하였다. Darcy-Weisbach공식과 Manning의 공식을 사용한 신뢰성 해석결과를 비교하였으며 우수관 직경의 변화에 따른 불능확률을 산정하였다. 특정한 수치(설계직경)이하일 경우 불능확률이 급격히 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 실제 우수관의 유효직경이 설계직경에 항상 가깝도록 불순물을 제거하는 것이 최선의 관리 방법이며 불능확률을 줄이는 최선의 방법일 것이다. 본 연구에서 개발된 신뢰성 모형은 우수관의 운용, 관리, 감독은 물론 설계에 활용이 가능 할 것이다.

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해양플랜트 환경모사를 위한 실증시험 시스템 구축에 관한 연구 (Study on the Control System of Verification Test for Offshore Installation Simulation)

  • 주휘동;김태오;강규홍;하연철
    • 스마트미디어저널
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    • 제1권1호
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    • pp.48-52
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    • 2012
  • 해양플랜트에 대한 설계 엔지니어링 기술을 확보하는데 있어 신뢰성 있는 평가 수행이 중요한 위치를 차지하고 있다. 국내 해양플랜트 공정설계 및 기본설계기술의 자립화를 위해서는 신뢰성 평가 기반의 설계검증 기술개발이 필요하고, 이를 위해 신뢰성 있는 실증실험 데이터 확보가 중요한 요소이다. 따라서, 신뢰성 있는 데이터를 확보하기 위해서는 해양플랜트 환경모사 실증시험 시스템이 구축되어야 한다. 본 연구에서는 해양플랜트 공정모듈 환경모사 시스템 구성을 위한 환경제어 및 측정변수 분석과 도출된 변수를 기반으로 데이터 수집장치 및 제어시스템의 설계 계획안을 연구한다.

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신뢰성에 기초한 송전철탑의 내풍설계기준 (Reliability-Based Wind-Resistant Design Criteria of Transmission Towers)

  • 조효남;신재철;이승재
    • 대한토목학회논문집
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    • 제14권5호
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    • pp.1043-1053
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    • 1994
  • 본 논문에서는 태풍이나 착빙설 등 기상관련 하중을 받는 송전철탑의 실용적이고 합리적인 설계를 위하여 신뢰성에 기초한 하중저항계수설계기준(Load and Resistance Factor Design : LRFD)을 개발하였다. 이때, 설계풍하중 및 착빙하중은 송전철탑에 가해지는 풍속과 착빙설에 대한 우리나라의 가용한 통계자료를 바탕으로 MCS(Monte Carlo Simulation) 기법을 사용하여 추정하였다. 시설 송전철탑의 요소 및 체계신뢰성해석에는 AFOSM(Advanced First Order Second Moment)신뢰성방법과 IST(Importance Sampling Technique)를 사용하였다. LRFD 설계기준의 하중 및 저항계수는 합리적으로 선정된 목표 신뢰도를 기초로 AFOSM과 code 최적화기법을 사용하여 도출하였다.

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GFRP적층복합재료관의 신뢰성 해석 (Reliability Analysis of GFRP Laminated Composite Cylindrical Shells)

  • 조효남;이승재
    • 전산구조공학
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    • 제6권1호
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    • pp.117-125
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    • 1993
  • 일반적으로 복합재료 적층원통관의 강도와 강성은 세장모수, coupling 강성모수, 섬유배향각, 적층방법, 그리고 적층수 등의 변동성에 매우 민감하게 변화한다. 본 논문에서는 복합재료 적층원통관의 합리적인 신뢰성해석을 수행할 수 있는 강도 및 좌굴한계상태함수를 제안하고, 전술한 인자들이 GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastic) 적층원통관의 강도 및 좌굴신뢰성에 미치는 영향을 고찰하였다. 이들은 복합재료 적층원통관의 강도 및 좌굴신뢰성에 매우 다양하고 복합적인 영향을 미치기 때문에 최적설계기법이나 설계규준의 개발등을 통하여 설계관련 인자들을 설계에 합리적으로 반영하므로서 실무에서 균형설계(Balanced Design)를 위한 일관성 있는 안전도/신뢰도의 확보가 가능하다고 사료된다.

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부분안전계수를 이용한 케이슨식안벽의 신뢰성설계법 (Reliability Based Design of Caisson type Quay Wall Using Partial Safety Factors)

  • 김동현;윤길림
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제21권3호
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    • pp.224-229
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    • 2009
  • 케이슨식 안벽의 Level I 신뢰성설계를 위한 부분안전계수를 산정하였다. 일계신뢰도법에 의한 부분안전계수는 한계상태함수의 확률변수에 대한 민감도, 목표신뢰도지수, 확률특성치 및 설계특성치 등의 함수로써 표현하였으며 전면조위와 잔류수위에 대해서는 현행설계법과의 연계성을 유지하기 위하여 수정부분안전계수를 새롭게 정의하였다. 수치해석을 통하여 목표신뢰도지수에 대한 부분안전계수를 산정하였으며 지진계수의 확률분포는 극치분포를 사용하였다. 지진계수의 설계치를 적용함에 있어서 재현주기가 길수록 부분안전계수가 작게 산정됨을 확인하였다.

판구조물의 설계감도해석 및 신뢰성해석 (Design Sensitivity and Reliability Analysis of Plates)

  • 김지호;양영순
    • 전산구조공학
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    • 제4권4호
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    • pp.125-133
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    • 1991
  • 구조응답이나 상태함수가 음함수(implicit function)형태로 주어지는 복잡한 구조물의 설계감도해석 및 신뢰성해석을 효율적으로 수행할 수 있는 방법을 개발하기 위하여, 먼저 확률 유한요소법을 사용한 확정론적 감도해석 방법을 정식화하고, 이를 바탕으로 MVFOSM, AFOSM 및 SORM등의 2차 모우먼트 방법에 의한 신뢰성 해석을 수행하였으며, 또한 신뢰성에 기초한 최적설계를 수행하는 경우에 필요한 확률론적 설계감도해석 방법을 제시하였다. 수치해석 예로서 박판 구조물의 평면응력문제와 판굽힘문제에 대한 해석을 수행하였는데, 초기 항복이 발생하는 경우를 파괴상태로 정의하였으며, 외부하중, 항복응력, 판두께, 탄성계수 및 Poisson비 등을 확률변수로 다루었다. 모든 경우에 있어서, 본 논문에서 제시한 방법으로 구한 구조응답의 분산이나 파괴확률이 Monte Carlo simulation의 결과와 잘 일치함을 알 수 있었으며, 또한 신뢰성설계시, 확률론적 감도해석결과로부터 확률변수들의 상대적 중요도를 파악할 수 있을 뿐만 아니라, 설계변수(혹은 확률변수)의 평균 혹은 분산계수의 변화에 따른 신뢰성지수의 변화량을 미리 예측할 수도 있다.

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