• Proceedings of the KSME Conference
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• 2008.11a
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• pp.678-683
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• 2008

Moment-based reliability analysis is the method to calculate reliability using Pearson System with first-four raw moments obtained from simulation model. But it is too expensive to calculate first four moments from complicate simulation model. To overcome this drawback the MD(multiplicative decomposition) method which approximates simulation model to kriging metamodel and calculates first four raw moments explicitly with multiplicative decomposition techniques. In general, kriging metamodel is an interpolation model that is decomposed of global model and local model. The global model, in general, can be used as the constant global model, the 1st order global model, or the 2nd order global model. In this paper, the influences of global models on the accuracy and robustness of raw moments are examined and compared. Finally, we suggest the best global model which can provide exact and robust raw moments using MD method.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.35 no.2
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• pp.125-130
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• 2011

Since conventional optimization that is classified as a deterministic method does not consider the uncertainty involved in a modeling or manufacturing process, an optimum design is often determined to be on the boundaries of the feasible region of constraints. Reliability-based design optimization is a method for obtaining a solution by minimizing the objective function while satisfying the reliability constraints. This method includes an optimization process and a reliability analysis that facilitates the quantization of the uncertainties related to design variables. Moment-based reliability analysis is a method for calculating the reliability of a system on the basis of statistical moments. In general, on the basis of these statistical moments, the Pearson system estimates seven types of distributions and determines the reliability of the system. However, it is technically difficult to practically consider the Pearson Type IV distribution. In this study, we propose an enhanced Pearson Type IV distribution based on a kriging model and validate the accuracy of the enhanced Pearson Type IV distribution by comparing it with a Monte Carlo simulation. Finally, reliability-based design optimization is performed for a system with type IV distribution by using the proposed method.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.21 no.3
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• pp.275-280
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• 2008

A technique for reliability-based design optimization(RBDO) is developed based on the Bayesian approach, which can deal with the epistemic uncertainty arising due to the limited number of data. Until recently, the conventional REDO was implemented mostly by assuming the uncertainty as aleatory which means the statistical properties are completely known. In practice, however, this is not the case due to the insufficient data for estimating the statistical information, which makes the existing RBDO methods less useful. In this study, a Bayesian reliability is introduced to take account of the epistemic uncertainty, which is defined as the lower confidence bound of the probability distribution of the original reliability. In this case, the Bayesian reliability requires double loop of the conventional reliability analyses, which can be computationally expensive. Kriging based dimension reduction method(KDRM), which is a new efficient tool for the reliability analysis, is employed to this end. The proposed method is illustrated using a couple of numerical examples.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.287-287
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• 2016

최근 기후변화로 인해 돌발성 집중호우가 증가하는 추세로 홍수피해가 발생하고 있는데 이러한 피해를 예방하고 빠른 대처를 위해 강우의 정밀한 관측뿐만 아니라 강우의 정확한 공간 분포 파악에 대한 필요성이 중요하게 대두되고 있다. 그러나 일반적으로 지상우량계의 경우, 공간적인 강우분포 분석에 한계가 존재하여 레이더 강우자료와 함께 활용하는 연구가 진행되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 강우장 추정시, 공간보간 기법인 크리깅 기법을 적용하여 강우장을 추정하고 유출 해석을 통해 그 적용성을 확인하고자 하였다. 국내에서 일반적으로 사용되는 크리깅 기법인 OK(Ordinary Kriging), CK(Co-Kriging) 외에도 KED(Kriging with External Drift) 기법을 적용하여 강우장을 추정하고 분포형 수문모형인 $Vflo^{TM}$의 입력자료로 사용하여 유출해석시 정확도를 비교 분석하였다. 추정된 강우장의 정량적 평가 결과, 지상강우만을 이용하는 OK 기법이 가장 우수한 결과를 나타내었다. 하지만 강우의 공간 분포 특성 반영 측면에서는 KED와 CK가 보다 더 좋은 결과를 나타내었다. 또한 유출해석의 경우 지형학적 매개변수 조정에 의한 강우 입력자료의 왜곡을 배제하기 위해 검 보정은 실시하지 않았으며 오차분석 결과에서 KED, CK, OK, Radar 순으로 관측유량을 잘 재현하는 것으로 확인되었다. 본 연구를 통해 공간보간 기법의 수문학적 적용성을 확인하였으며 모형의 검 보정을 통해 수문모형의 입력자료로서 활용성을 가질 수 있을 것으로 판단된다. 또한 이를 통해 생성된 강우장을 활용한다면, 관측망의 밀도가 낮은 지역과 미계측 유역 등에 적용하여 수문시스템해석에 도움이 될 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.640-640
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• 2015

2010년과 2011년 서울에서 발생한 집중호우와 2014년 부산에서 발생한 집중호우의 발생으로 막대한 재산상의 피해와 사상자를 냈다. 2010년 9월 21일에 발생한 집중호우는 1908년 관측시작이래 가장 많은 비가 내린 것으로 기록되었으며 주거지 4,727호, 상가 1,164호, 공장 126동 등이 침수되고 13시를 기준으로 강서지점의 경우 시간당 98.5mm의 기록적인 강우를 기록하였으나, 관악지점은 5.5mm에 그쳐 두 지점간의 시간당 강우량의 편차가 약 200배 가까이 차이가 나는 것으로 나타났다. 이와 같이 최근 도시지역에서 국지성 집중호우가 증가하고 있으며 지역별 강우 편차가 크고 이에 따라 침수피해발생 여부도 지역에 따라 달라진다. 강수의 공간적 분포와 그로 인한 침수해석은 도시돌발홍수 예경보 시스템에 있어 무엇보다도 중요하다. 본 연구의 목적은 도시지역 돌발홍수 예경보 시스템 구축을 위한 정량적 강수추정 QPE(Quantitative Precipitation Estimation)기법에 따른 수리 수문학적 영향을 평가하는 것이다. 정량적 강수추정을 위해 AWS, SKP, 레이더 자료를 활용하여 250m의 해상도를 가지도록 크리깅을 적용하였다: QPE 1은 34개의 AWS의 지점우량을 지구통계학적 기법 중의 하나인 크리깅을 이용하여 산정한 기법, QPE 2는 AWS와 156개의 SKP의 강우데이터를 크리깅을 이용하여 산정한 기법, QPE 3는 광덕산 레이더를 이용한 기법, QPE 4는 AWS, SKP, 광덕산 레이더 자료를 조건부 합성한 기법이다. 월류량을 산정하기 위해 도시유출해석모형인 SWMM을 강남역 일대를 대상으로 구축하고 우수관로 시스템으로 유입되지 못한 노면류(Surface flow)를 함께 고려하였다. 침수해석을 위해서는 DHM모델을 적용하였으며 2013년 7월 기간에 발생한 호우에 대하여 분석을 수행하였다. 비교수행을 위해서 인접한 서초 AWS와 강남 AWS의 지점강우량도 함께 고려하였으며 모의결과를 국가 재난관리 정보 시스템(NMDS)에 침수피해가 확인된 가옥 및 빌딩 정보와 일치여부를 적합도로 산정하였다. 산정된 적합도를 통하여 정량적 강수추정기법에 따른 수리?수문학적 영향을 평가하였다. 실제 침수흔적정보와 비교 결과, QPE 2와 QPE4가 가장 적합도가 높았으며 이에 따라 고밀도의 관측망의 구성이 도시지역 침수해석결과에도 적합할 것으로 판단된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.06a
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• pp.404-408
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• 2007

현재 국내에서 운용중인 풍력발전시스템은 국내 풍력자원에 대한 정확한 정보의 부재와 국내 풍황에 맞지 않는 국외 모델을 그대로 운용하는 등의 몇 가지 문제를 드러내었다. 본 연구의 목적은 국내 연안의 해상에서 한국형 해상풍력터빈을 설치하기 위한 잠재적 최적위치와 풍황자료 산출 최적화 알고리즘을 구현하는 것이다. 최적화 알고리즘은 얕은 수심 분포와 연안에서의 거리를 제약조건으로 하고 최대 에너지밀도를 가진 지점을 구하는 것으로 정식화하였다. 풍황자료 산출을 위해서 국내 연안의 해상 풍황자료를 포함하는 기상풍황자료를 통계적 모델로 분석하여 바람지도를 작성하였다. 이 바람지도를 이용하여 지질 통계학 분야의 관측기법인 크리깅 모델을 구성하고, 전역최적화기법인 유전자알고리즘을 이용하여 제약조건을 만족하는 최대에너지밀도값과 그 위치를 도출하였다. 수치최적화 결과 우리나라 풍력 자원의 대략적인 잠재량과 현황파악이 가능하였고, 해상풍력발전단지가 조성 가능한 개략적인 위치를 예측할 수 있었다.

• Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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• v.8 no.1
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• pp.40-48
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• 2005

This paper will specify geo-objects and geo-fields of the geo-ecological contamination source and implement the system for evaluating an ocean Environmental contamination based on the spatial statistical analysis. In order to produce the grade of fishery that can evaluate the ocean effect, we will analysis the degree of the spatial correlation by semi-veriogram and predicate the elevation raster of spatial data using ordinary kriging method. This paper is to estimate the grade of fishery contamination region and produce the ratio of the area according to the fishery grade. Therefore, we can contribute to produce fishery grade that evaluates the ocean effect by means of deciding an efficient fishery environment.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.36 no.10
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• pp.1109-1114
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• 2012

The performance of a system can be affected by various variables such as manufacturing tolerances, uncertainties of material properties, and environmental factors acting on the system. Robust design optimization has attracted much attention in the design of products because it can find the best design solution that minimizes the variance of the response while considering the distribution of the variables. However, the computational cost and accuracy of optimization have thus far been a challenging problem. In this study, robust design optimization using the multiplicative decomposition method is proposed in order to solve these problems. Because the proposed method calculates the mean and variance of the system directly from the kriging metamodel using the multiplicative decomposition method, it can be used to search for a robust optimum design accurately and efficiently. Several mathematical and engineering examples are used to demonstrate the feasibility of the proposed method.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.37 no.2
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• pp.139-148
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• 2013

In this study, an ejector was designed to recirculate the anodic off-gas of SOFC, and a parametric study of the system performance was conducted at various ejector entrainment ratios. Aspen Plus, a chemical engineering program, was used to calculate the operational conditions of the ejector. To minimize the calculation load of the CFD and to ensure the global optimum, a genetic algorithm and Kriging model were used for the optimization. The optimization results showed that the dominant design variables of the sonic ejector are the throat diameter and the first flow nozzle position. The designed ejector has enough flexibility for different operating conditions of a 1-kW SOFC system. When the ejector was applied to the SOFC, it reduced 56% of the steam and 8.4% of the fuel compared to the reference case.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.38 no.11
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• pp.1067-1074
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• 2010

In this study, RBDO(Reliability Based Design Optimization) was performed for a supersonic double-wedge inlet. By considering uncertainty of design with given design space, the pressure recovery was transformed into the probabilistic constraint while the inlet drag was considered as a deterministic objective function. To save computational analysis cost and to search good design space, Latin-Hypercube design of experiment and the Kriging model were incorporated and then RBDO was performed. Monte-Carlo simulation was performed to verify the accuracy of AFORM(Advanced First Order Reliability Method). It was found that AFORM result agreed very well with the Monte-Carlo simulation result. The system reliability was guaranteed by considering uncertainty of the design variables. In case of considering diverse uncertainty of system design, RBDO was found to be useful.