• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.335-347
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• 2003

본 논문에서는 설계 하중에 지배되는 구조물에 있어서, 입력 파라미터들의 불확실성을 표준편차와 패턴의 변동, 두 차원에서 접근, 처리할 수 있는 방안을 제시하기 위해서 구조물에 입력으로 작용하는 하중 패턴의 결정과 구조물의 형상의 진화를 동시에 고려할 수 있는 Co-Evolutionary Structural Design framework라 명명한 새로운 구조 설계 방식을 개발하였다. 공학자의 직관과 경험 의존적인 하중을 대상으로 최적화된 구조물은, 성능에 완벽한 안전을 보장해 줄 수 없으며, 이에 관한 문제를 해결하기 위해서 주어진 상황 속에서 다양한 하중이 작용하더라도 안전할 수 있는 구조물의 설계 방식에 관해서 설명한다. 본 프레임워크는 연성을 가지는 두 Disciplinary Modules, 즉 구조 형상설계와 하중설계로 이루어지며 하중에 관한 DB로 연결되어 순차적인 MDO 설계과정을 거치게 된다. 두 Discipline은 설계과정을 거치면서 상호 견제의 틀 속에서 진화하며 기존 방식과 달리 극한 하중 패턴을 스스로 찾아서 설계 반영하는 특징을 가진다. 본 접근 방식의 유용성을 평가하기 위해서 10-bar truss 구조물과 Jacket-Type 구조물로 테스트해 보았다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.205-214
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• 2019

본 연구에서는 경사식 방파제의 원호활동에 대한 하중저항계수 설계법을 개발하였다. 이를 위하여 국내 8개의 경사식 방파제의 설계 자료를 수집하였으며, 지반의 강도 및 단위중량, 피복제와 상치구조물의 단위중량, 상치구조물 상부에 재하되는 하중의 불확실성을 결정하였다. 다양한 해석변수의 불확실성에 대해 가장 취약한 원호활동면을 찾는 과정을 재현하기 위하여 몬테카를로 시뮬레이션(Monte Carlo Simulation)을 수행하였다. 몬테카를로 시뮬레이션 결과는 신뢰성 분석을 위한 FORM(First-Order Reliability Method) 해석에 사용하였다. 신뢰성 분석 결과를 통해 목표신뢰도 지수에 따른 최적 하중 및 저항계수를 산정하였으며, 산정된 최적 하중 및 저항계수를 이용하여 본 연구에서 개발한 하중 및 저항 계수를 제시하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.349-352
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• 2011

본 논문에서는 변동하중 하에서의 균열 성장 예측을 위하여 손상 모델과 주어진 데이터에 기반하여 균열 성장 모델의 변수를 확률분포로 추정한다. 이를 위해 베이지안 접근법을 활용하여 불확실 변수 결합 확률 분포식을 구축하고, Markov Chain Monte Carlo(MCMC)을 통해서 균열 성장 모델의 변수 샘플을 추출하였다. 여기서 추출된 샘플들을 균열 성장 모델에 적용, 균열 성장의 결과를 확률적인 분포로 예측하였다. 위와 같은 추정은 재료의 물성과 같은 변동성이 있는 변수를 모델에 적용하여, 결과값을 확률적인 분포로 예측하였다. 이것은 기존의 안전계수 개념보다 더욱 적절한 안전 기준을 제시 할 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권6호
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• pp.1585-1591
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• 2008

현재 움직이는 물체의 운동을 제어하기 위해 하중이라는 개념의 사용이 시도되고 있다. 하중이라는 제어 개념으로 불확실성으로 인한 비선형성을 포함한 시스템에서 신뢰성 있는 제어값을 찾기 위해 MIN 설계 방법이 제안되었다. 이러한 MIN설계 방법에서는 기존의 선형화 방법에 의한 상태방정식에서의 제어값을 찾는 문제와 달리 비선형하중 모델에서 직접 제어 값을 찾는 방식을 보이고 있다. 본 논문에서는 미사일 하중 운동역학과 유도 기하학의 비선형 역학을 고려한 하중 제어값을 찾는다. 즉 시선각 또는 미사일의 받음각 변화에 따른 진행방향에 대한 미사일의 속도 조건을 만족하기 위한 제어값과 표적을 따라가기 위한 선회 각도을 위한 제어값을 구한다. 즉 본 논문에서는 미사일 시스템과 추적 동역학에서 하중 제어값을 구해본다. 이렇게 구해진 하중 제어값으로 유도 제어 법칙을 비선형 시스템에서 직접 쉽게 구할 수 있음을 확인해 보았다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.976-983
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• 2023

연구목적: 지진하중을 받는 교량 구조물의 동적 거동은 지진파의 특성 혹은 재료 및 기하학적 특성과 같은 많은 불확실성에 영향을 받는다. 하지만 모든 불확실성 인자가 교량 구조물의 동적 거동에 중요한 영향을 미치진 않는다. 영향성이 낮은 불확실성 인자까지 고려한 확률론적 내진성능 평가는 많은 계산비용이 요구되기 때문에 교량의 동적 거동에 미치는 영향을 고려하여 불확실성 인자는 식별되어야 한다. 따라서 본 연구는 I형 곡선 거더를 갖는 단경간 교량의 동적 거동에 영향을 미치는 주요 매개변수를 식별하기 위해 전역민감도 분석을 수행하였다. 연구방법: 지진파의 불확실성과 곡선 교량의 재료 및 기하학적 불확실성을 고려하여 유한요소 해석을 수행하였으며 해석결과를 기반으로 대리모델을 작성하였다. 결정계수와 같은 성능평가지료를 이용하여 대리모델을 평가하였으며 최종적으로 대리모델 기반의 전역 민감도 분석을 수행하였다. 연구결과: 지진하중을 받는 I형 곡선 거더의 응력응답에 가장 큰 영향을 미치는 불확실성 인자는 최대지반가속도(PGA), 교각의 높이(h), 강재의 항복응력(fy) 순으로 나타났다. PGA, h, fy의 주효과 민감도 지수는 각각 0.7096, 0.0839, 0.0352로 나타났으며 총 민감도 지수는 각각 0.9459, 0.1297, 0.0678로 나타났다. 결론: I형 곡선 거더의 응력응답은 입력운동의 불확실성에 대한 영향성이 지배적이며 각 불확실성 인자 사이의 교호작용에 큰 영향을 받는다. 따라서 입력운동의 개수 및 intensity measure과 같은 입력운동의 불확실성에 대한 추가적인 민감도 분석과 곡선거더의 개수 및 곡률과 같은 구조적 불확실성까지 고려한 총 민감도 분석은 필요하다.

• 한국재난정보학회:학술대회논문집
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• 한국재난정보학회 2023년 정기학술대회 논문집
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• pp.303-304
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• 2023

확률론적 위험성 평가는 하중, 재료특성 등과 같은 불확실성 인자를 고려하여 구조물의 안전성을 평가하는 기법이지만 모든 불확실성을 고려하는 것은 현실적으로 불가능하다. 또한 원전 격납건물은 콘크리트, 철근, 라이너, 텐던이 복잡하게 결합되어 있다. 따라서 전역민감도 분석을 통해 격납건물의 불확실성 인자 검토하고 선정하는 작업은 필요하다. 따라서 본 연구는 대리모델을 기반으로 축소규모 원전 격납건물의 전역 민감도 분석을 수행하고 격납건물의 주요 영향인자를 분석하고자 한다. 유한요소 해석 모델을 기반으로 대리모델의 학습데이터를 생성하였으며 구축된 대리모델의 성능지표를 분석하였을 때 높은 회귀성능을 갖는 것으로 판단된다. 대리모델을 기반으로 전역 민감도 분석을 수행한 결과 콘크리트의 인장균열이 발생하는 내압수준에서 민감도 지수는 콘크리트의 압축강도가 높지만, 전체적인 내압 구간에서 민감도 지수는 텐던의 탄성계수 및 항복강도가 높은 것으로 나타났다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제32권6호
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• pp.458-464
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• 2020

유공케이슨 방파제의 한계상태설계법 개발을 위해 하중저항계수 보정을 수행하였다. 전국 항만의 12개 유공케이슨식 방파제에 대하여 설계변수의 불확실성을 고려한 신뢰성해석을 수행하였다. 목표신뢰성지수에 따른 부분 안전계수와 하중, 저항계수를 차례로 산정하였다. 최적화기법을 통해 한계상태설계법 개발을 위한 하중계수와 저항계수를 도출하였다. 최종 하중저항계수를 이용하여 방파제를 재설계하였으며 목표수준의 신뢰성지수를 상회하는지 검증하였다. 목표신뢰성지수를 변화시켜 해당 수준에 맞는 하중저항계수를 최종 제시하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.353-356
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• 2011

본 논문에서는 원자력발전소의 부속건물인 냉각탑에 대한 추계론적 해석을 수행하였다. 냉각탑 구조는 원자력발전소의 냉각시스템 부속건물로서 그 규모가 매우 큰 반면 쉘의 두께가 매우 얇아 바람하중에 취약한 구조로서 주로 철근콘크리트로 건설된다. 냉각작용은 냉각탑의 하부에 유입된 외부공기에 의한 대류현상에 의하며 냉각에 필요한 시설은 냉각탑 하부에 위치한다. 이 구조는 형태적 및 재료적 특성에 따라 형상과 재료에서 공간적인 형상불완전과 재료적 불확실성을 가지며, 이들 불확실성은 구조의 응답에 영향을 미친다. 이들 인수의 불확실성을 추계장으로 가정하고 이들 사이의 상관관계를 고려하여 응답에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 해석에는 4절점 층상쉘요소를 사용하였고, 몬테카를로 해석을 적용하였다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제13권6호
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• pp.1043-1050
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• 2010

This paper examined the probabilistic load analysis for the tailplane during pitching maneuvering in the conceptual aircraft design phase. The flight load analysis based on the probabilistic distribution of design variables are compared with the results of the deterministic analysis. Two forms of variable distribution are used in this paper. One is standard normal distribution, the other distribution is calculated from the results of short-period longitudinal equation of aircraft motion. The influence of the distribution parameter on the probabilistic load analysis was investigated and the significant design variables that have an impact on the mean and variance of probabilistic load were identified. The comparison indicates that probabilistic load analysis provides more reliable probabilistic load distribution for the structural design than the traditional deterministic analysis.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.543-550
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• 2010

내진설계는 타 설계의 요구사항, 즉 각 구조부재의 설계강도가 소요강도 이상이어야 한다는 것을 만족해야 하는 동시에 지진발생시 구조물의 항복과정을 규명하여 제시하여야 한다. 이러한 요구사항이 추가되는 이유는 타 하중과는 차별되는 지진하중의 불확실성이다. 이 연구에서는 일반교량을 해석대상교량으로 선정하고 연결부분의 설계를 수행하여 연성파괴메카니즘을 확보하는 과정을 제시하였다. 이와 같은 과정으로부터 구조부재의 강도 증가 또는 지진저감장치 도입 등의 비용증가 없이 타 설계에서 요구되는 구조부재의 강도 이내에서 내진성능을 확보할 수 있다는 것을 확인하였다.