• 제목/요약/키워드: 3차 다항식

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개선된 일차전단변형이론을 이용한 복합재료 적층평판의 고정밀 해석 (An Accurate and Efficient Analysis of Composite Plates Based on Enhanced First-order Shear Deformation Theory)

  • 김준식;조맹효
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제19권4호
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    • pp.407-418
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    • 2006
  • 본 논문에서는 일차전단변형이론(FSDT)을 이용한 복합재료 적층평판의 고정밀 해석기법을 소개한다. 전단수정계수가 자동적으로 포함되도록 횡방향 전단 변형에너지를 혼합변분이론(mixed variational theorem)을 이용하여 개선하였다. 혼합변분이론에서는 변분을 횡방향 응력들에 대해서만 취하였다. 가정된 횡방향 전단응력은 효율적인 고차이론(Cho and Parmerter, 1993)으로부터 구하였다 횡방향 수직응력은 3차 다항식으로 가정하였고, 무전단 응력조건과 평판의 윗면과 아랫면에서의 응력을 만족하는 조건을 부과함으로써 얻었다. 한편, 변위들에 대해서는 일차전단변형이론의 변위장을 사용하였다. 이렇게 해서 얻어진 변형 에너지를 본 논문에서는 EFSDTM3D이라고 명명 하였다. 본 논문에서 개발된 EFSDTM3D는 변위와 응력의 계산에서 고전적인 FSDT와 같은 정도의 계산 효율을 가지면서, 동시에 변위와 응력의 두께방향의 정확도를 면내 방향 응력들에 대한 최소오차자승법에 기초하여 응력 회복 과정을 적용함으로써 개선하였다. 계산된 결과는 고전적인 FSDT, 3차원 탄성해, 그리고 참고문헌 중에서 이용 가능한 결과들과 비교하여 검증하였다.

철근콘크리트 보의 휨압축강도에 대한 크기효과 (Size Effect on Flexural Compressive Strength of Reinforced Concrete Beams)

  • 김민수;김진근;이성태;김장호
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제14권6호
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    • pp.934-941
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    • 2002
  • 철근콘크리트 보 단면의 극한강도를 예측할 때에는 부재의 크기를 고려하지 않는 것이 일반적이다. 그러나 부재 단면의 휨압 축강도는 부재의 크기가 증가함에 따라 항상 감소하게 된다. 본 연구에서는 철근콘크리트 보에 대한 실험적 고찰을 통해 휨압축강도의 크기효과를 살펴보고 이에 대한 적절한 모델식을 제시하고자 한다. 보의 유효깊이(d$\approx$15, 30, 60cm)를 주요 매개변수로 하였으며 전단스팬/유효깊이(a/d)는 3.0으로 하였고 시편의 폭은 20 cm로 일정하게 하여 휨하중을 가하며 실험을 수행하였다. 실험에서 구한 하중, 변형률, 및 보의 처짐 등을 이용하여 휨압축응력-변형률 관계를 3차의 비선형 다항식을 이용한 회귀분석을 수행하여 구하였다. 분석 결과 보의 유효깊이가 증가함에 따라 휨압축강도, 최대 휨압축응력에서의 변형률, 그리고 극한변형률이 감소하며 취성적인 파괴거동을 나타내었다. 그리고 설계기준에서 제시하고 있는 $\beta$l값과 보의 극한 변형률 값에 대해서도 크기효과가 있으므로 이에 대한 검토가 필요하다고 판단된다. 마지막으로 수정된 크기효과법칙을 사용하여 철근콘크리트 보의 휨압축강도에 대한 크기 효과모델식을 제시하였다.

CHAID분석을 이용한 나들목 주변 지가의 공간분포 영향모형 개발 - 서울외곽순환고속도로를 중심으로 - (Development of Selection Model of Interchange Influence Area in Seoul Belt Expressway Using Chi-square Automatic Interaction Detection (CHAID))

  • 김태호;박제진;김영일;노정현
    • 대한토목학회논문집
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    • 제29권6D호
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    • pp.711-717
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    • 2009
  • 본 연구는 고속도로 나들목의 접근성이 주변 아파트 지가형성에 미치는 영향 관계를 규명하기 위해서 서울외곽순환고속도로를 중심으로 분석하였다. 분석을 위해서는 데이터마이닝(CHAID분석), 추세선 분석(Trend Analysis) 등을 활용하여 고속도로의 나들목(IC) 주변 아파트가격과 관련된 지가경사 모형을 개발하였다. 분석결과, 첫째, 고속도로 나들목이 위치한 지역별(외측 : 경기도, 내측 : 서울시)로 아파트 가격에 차이가 있으며, 일반적인 주택가격과 교통결절점이 가지는 선형 관계가 아닌 비선형적 관계(2차 다항식)를 가지는 것으로 나타났다. 둘째, CHAID분석을 이용한 공간분포 검토 결과, 외측지역(경기도)의 경우 2.6km를 전후하여 2개의 상이한 공간분포를 가지며, 내측지역(서울시)의 경우 1.4km와 3.8km를 전후하여 3개의 상이한 공간분포를 가지는 것으로 나타났다. 이는 아파트 가격이 도로결절점(고속도로 나들목)으로부터 첫 번째 임계점까지 는 점차 상승하다가 일정거리 이후부터 서서히 감소하는 복합적인 공간분포를 가지는 것으로 나타나 교통접근성이 좋다고 하여 주택가격이 높지만은 않으며, 주거환경(고속도로 소음, 지역단절 등)과 교통접근성간의 상호 교환 작용(Trade Off Effect)에 의한 현상이라 할 수 있다. 향후 본 연구의 고속도로 나들목 주택가격 영향모형을 이용하여 고속도로 주변에 지속적으로 건설되고 있는 신도시 주택가격 산정에 활용이 가능할 것으로 판단된다.

지반보의 응력분포에 관한 해석적 연구 (Analytical Study on Distribution of Stresses Induced in Soil Beam)

  • 이승현;김응석
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권7호
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    • pp.5009-5014
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    • 2015
  • 사질토 지반 위에 놓여 있는 점토지반에 대한 좁은굴착시 간극수압에 의한 융기현상이 발생할 수 있다. 간극수압에 의한 융기현상의 평가는 지반보를 고려해서 하게 되는데 좀 더 엄밀한 평가를 위해서는 지반보에 발생하는 응력분포의 결정이 필요하다. 본 연구에서는 탄성론에 근거하여 지반보에 발생하게 되는 응력분포와 변위분포 산정식을 제시하였다. 지반보의 자중에 의해 지반보내에 발생하는 응력분포를 5차 다항식으로 표현되는 응력함수로부터 유도하였는데 지반보의 깊이에 따른 연직응력의 분포는 포물선 분포를 나타내었으며 연직하향으로 작용함을 알 수 있었다. 단위중량이 $16kN/m^3이고 두께와 폭이 1m인 지반보인 경우 보의 내부에 발생하는 최대 연직응력의 크기는 1.7kPa 정도였다. 지반보 바닥면에 간극수압이 작용하는 경우의 응력분포를 자중에 의한 응력분포에 중첩시켜 구하였는데 지반보 자중의 5배에 해당하는 간극수압이 작용하는 경우 지반보의 깊이를 따라 곡선형태의 연직방향 압축응력분포를 나타내었다. 간극수압이 작용하는 경우에 대해 유도된 지반보의 응력분포로부터 변위분포를 유도하고 그 예측식을 제시하였다.

지반의 함수비 평가를 위한 관입형 TDR 프로브의 개발 및 적용 (Development and Application of TDR Penetrometer for Evaluation of Soil Water Content of Subsoil)

  • 홍원택;정영석;이종섭;변용훈
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제31권2호
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    • pp.39-46
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    • 2015
  • 불포화토의 함수비 변화에 따라 유전상수는 민감하게 변화하므로, TDR 프로브를 이용하여 유전상수를 측정함으로써 흙의 체적함수비를 산정하기 위한 연구가 여러차례 시도되어 왔다. 본 연구에서는 불포화지반의 깊이에 따른 함수상태를 획득하기 위하여 관입형 TDR 프로브(TDRP)를 개발 및 현장적용을 수행하였다. 개발된 TDRP는 콘, 주면부, 롯드, 그리고 해머 및 가이드로 구성된다. 지반의 유전상수를 측정하기 위한 세개의 전극은 주면부의 표면에 설치되었으며, 세개의 전극은 동축선과 연결한 후, reflectometer에 연결하여 TDRP 측정 시스템을 구성하였다. 체적함수비-유전상수의 관계를 결정하기 위하여, 실내실험에서 체적함수비 변화에 따른 주문진사의 유전상수를 측정하였다. 실험결과, 체적함수비-유전상수의 관계는 프로브의 설치방식에 관계없이 3차 다항식으로 결정되었으며, 시료의 체적함수비와 높은 상관성을 나타내었다. TDRP의 현장적용실험은 현장에서 소형 sampler로 채취된 시료의 중량함수비 결과와 비교 및 분석되었으며, TDRP로 산정된 체적함수비와 유사한 경향을 보였다. 본 연구에서 개발된 관입형 TDR 프로브는 관입심도에 따라 대상지반의 체적함수비를 효과적으로 평가할 수 있을 것으로 판단된다.

참당귀(Angelica gigas Nakai)의 직파 및 이식재배에 따른 생장해석 (Growth Analysis of Angelica gigas Nakai Affected by Cultivation Methods)

  • 남효운;최돈우;김길웅;권오흔;최부술
    • 한국약용작물학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.218-228
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    • 1999
  • 참당귀의 주산지인 경북북부지역에서 재배양식에 따른 참당귀의 생장해석을 통해 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 주요형질의 변화는 재배양식에 관계없이 유사한 경향을 나타내었고 직파재배에서 파종시기가 빨라질수록 지상하부 형질은 크거나 많았으며, 이식재배에서는 지상부 형질은 관행 12개월묘보다 9개월이하 묘이식이 크거나 많은 반면 지하부 형질은 생장초기에는 묘령에 따른 차이가 있었으나 생장이 진전될수록 이러한 차이를 확인할 수 없었다. 각 기관별 건물중은 파종 및 이식 후 120일부터 증가하기 시작하였으며 직파재배의 경우 지상부 생장이 지하부에 비해 왕성한 반면 이식재배는 지하부 생장이 상대적으로 왕성하였다. 생장기간이 단축될수록 광합성기관의 분배율이 증가하였고 RGR, NAR 등 일차생산성은 증가하였으나 생장일수의 제한 및 단위면적당 일차생산성을 나타내는 CGR이 9개월묘 이식과 3월31일 직파가 가장 빨라 군락상태에서의 일차생산성은 이들 재배양식이 높은 것으로 나타났다. 참당귀의 CGR과 LAI간에는 2차 다항식이 유의하게 존재하였으며 LAI시 1.97일 때 /$6.74\;g/m^/dat2$ 로 가장 빨랐다 RGR과 NAR은$23^{\circ}C$ 경에 가장 높았고 건엽중 및 건엽병중은 각각 $23,\;20^{\circ}$에서 순생산량인 가장 많았으며 건근중은 부의 관계를 보였다.

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선박조우 상황별 항해당직자의 충돌위기체감지수에 관한 연구 (A Study on the Collision Risk Perception Index to OOW's According to Vessel Encountering Situations)

  • 김대식;임정빈
    • 해양환경안전학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.98-107
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    • 2016
  • 본 연구는 인적오류 예방을 위해 선박 충돌위험 가능성이 높은 여섯 가지 선박조우상황(Head on, $045^{\circ}$, $090^{\circ}$, $135^{\circ}$, Overtaking, Overtaken)에 대해서 양 선박의 거리가 점차 감소될 때 항해 당직자가 느끼는 충돌위기체감지수(Collision Risk Perception Index, CRPI)를 획득하고 통계분석을 통하여 신뢰도분석 및 가설을 검증한 후 곡선근사과정을 통해 다항 계수로 모델링하는 것이 목적이다. 해상에서 실제 경비함 두 척과 항해당직 승조원 총 30명을 대상으로 CRPI 데이터 획득 실험을 하였으며 데이터 분석결과 각 조우상황에서 높은 신뢰도를 나타냈고 유의미한 결과를 나타냈다. 또한 타 선박 조우시 양 선박간 거리가 가까워지는 상황에서 항해당직자의 승선경력과 연령이 많고, 상위면허를 보유 할수록 CRPI에 음(-)의 영향을 미친다는 것을 알았다. 또한 3차 다항식 모델로 CRPI를 추정한 결과 평균제곱오차(RMSE)는 Head on에서 1.19, $045^{\circ}$에서 0.87, $090^{\circ}$에서 0.81, $135^{\circ}$에서 0.71, Overtaking에서 1.29, Overtaken에서 0.87로 나타나서 CRPI 곡선근사가 유용함을 알았다.

우주환경에서 대형 반사경의 습기 방출에 의한 형상 변화 예측방법 (Prediction Method for Moisture-release Surface Deformation of a Large Mirror in the Space Environment)

  • 송인웅;양호순;김학용;김성희;이회윤;김석환
    • 한국광학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.166-172
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    • 2018
  • 본 논문에서는 우주의 진공환경에서 반사경 코팅이 흡수한 습기를 방출하면서 나타나는 경면 형상의 변화를 예측하기 위한 새로운 방법론을 제안한다. 직경 50 mm, 두께 1.03 mm의 원형 시편과 간섭계를 통해 진공환경에서 나타나는 시편 형상 변화량을 측정하고 제르니케 프린지 다항식(Zernike fringe polynomial) 곡률항으로 나타내었다. 그 결과 습기 방출에 따른 코팅 스트레스는 152.7 Mpa로 계산되었다. 계산된 스트레스는 1.25 mm 두께 시편의 수치모사 모델에 적용하여 변화된 형상의 곡률항을 측정결과의 표준편차 이내($78.9{\pm}5.9nm$)로 예측할 수 있음을 검증하였다. 이 방법론을 2019년에 발사 예정인 차세대중형위성의 직경 600 mm 쌍곡면경에 적용, 습기 방출에 의한 경면 형상 변화를 계산하여 반사경의 초점거리가 약 $2.005{\mu}m$ 만큼 ?아짐을 예측하였다. 초점거리 변화는 광학 탑재체의 MTF를 한계공간주파수(Nyquist frequency)에서 2.3% 가량 낮추지만, 요구 사양을 만족하여 우주에서도 문제없이 운용 가능함을 확인하였다.

계층적 군집분석을 이용한 반도체 웨이퍼의 불량 및 불량 패턴 탐지 (Wafer bin map failure pattern recognition using hierarchical clustering)

  • 정주원;정윤서
    • 응용통계연구
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    • 제35권3호
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    • pp.407-419
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    • 2022
  • 반도체는 제조 공정이 복잡하고 길어 결함이 발생될 때 빠른 탐지와 조치가 이뤄져야 결함으로 인한 손실을 최소화할 수 있다. 테스트 공정을 거쳐 구성된 웨이퍼 빈 맵(WBM)의 체계적인 패턴을 탐지하고 분류함으로써 문제의 원인을 유추할 수 있다. 이 작업은 수작업으로 이뤄지기 때문에 대량의 웨이퍼를 단 시간에 처리하는 데 한계가 있다. 본 논문은 웨이퍼 빈 맵의 정상 여부를 구분하기 위해 계층적 군집 분석을 활용한 새로운 결함 패턴 탐지 방법을 제시한다. 제시하는 방법은 여러 장점이 있다. 군집의 수를 알 필요가 없으며 군집분석의 조율 모수가 적고 직관적이다. 동일한 크기의 웨이퍼와 다이(die)에서는 동일한 조율 모수를 가지므로 대량의 웨이퍼도 빠르게 결함을 탐지할 수 있다. 소량의 결함 데이터만 있어도 그리고 데이터의 결함비율을 가정하지 않더라도 기계학습 모형을 훈련할 수 있다. 제조 특성상 결함 데이터는 구하기 어렵고 결함의 비율이 수시로 바뀔 수 있기 때문에 필요하다. 또한 신규 패턴 발생시에도 안정적으로 탐지한다. 대만 반도체 기업에서 공개한 실제 웨이퍼 빈 맵 데이터(WM-811K)로 실험하였다. 계층적 군집 분석을 이용한 결함 패턴탐지는 불량의 재현율이 96.31%로 기존의 공간 필터(spatial filter)보다 우수함을 보여준다. 결함 분류는 혼합 유형에 장점이 있는 계층적 군집 분석을 그대로 사용한다. 직선형과 곡선형의 긁힘(scratch) 결함의 특징에 각각 주성분 분석의 고유값과 2차 다항식의 결정계수를 이용하고 랜덤 포레스트 분류기를 이용한다.

웨이퍼 정렬을 위한 움직임 벡터 기반의 오버레이 계측 알고리즘 (Motion Vector Based Overlay Metrology Algorithm for Wafer Alignment)

  • 이현철;우호성
    • 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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    • 제12권3호
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    • pp.141-148
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    • 2023
  • 반도체 제품의 높은 수율을 달성하기 위해서는 정확한 오버레이 계측이 필수적이다. 오버레이 계측 성능은 오버레이 타깃 설계와 측정 방법에 많은 영향을 받는다. 따라서 오버레이 타깃은 성능 개선을 위해 다양한 타깃에 적용할 수 있는 측정 방법들이 요구된다. 본 연구는 이미지 기반의 오버레이를 측정할 수 있는 새로운 알고리즘을 제안한다. 제안하는 측정 알고리즘은 움직임 벡터를 이용하는 방법으로 서브 픽셀 단위의 위치를 추정할 수 있다. 움직임 벡터는 선택된 영역의 픽셀들을 이용하여 다항식 전개를 통해 2차 방정식의 모델을 생성한다. 그 후 모델을 이용하여 서브픽셀 단위의 위치를 추정할 수 있다. 움직임 벡터를 활용한 측정방법은 X축, Y축의 적층 오류를 각각 계산하는 기존 상관계수 기반의 측정방법과는 달리 한 번에 모든 방향의 적층 오류를 계산할 수 있다. 따라서 X축과 Y축의 관계를 반영하여 보다 정확한 오버레이 측정이 가능하다. 하지만 기존 상관계수 기반의 알고리즘보다 계산량이 증가하기 때문에 더 많은 연산시간이 사용될 수 있다. 본 연구에서는 기존 방법보다 개선된 알고리즘을 제시하는 것이 아닌 새로운 측정 방법의 방향을 제안하는 것에 목적을 두고 있다. 실험 결과를 통해 기존 방법과 유사한 정밀도의 측정 결과를 얻을 수 있음을 확인하였다.