• 제목/요약/키워드: Beta Probability Distribution

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극한 해양 환경하중을 고려한 해상풍력터빈 지지구조물의 신뢰성 해석 (Reliability Analysis Offshore Wind Turbine Support Structure Under Extreme Ocean Environmental Loads)

  • 이상근;김동현
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제26권1호
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    • pp.33-40
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    • 2014
  • 극한 해양 환경하중을 고려한 해상풍력터빈 지지구조물에 대한 신뢰성 해석을 수행하였다. 신뢰성 해석을 위한 한계상태함수는 mud-line에서 지지구조물의 동적응답으로 정의되며, 동적응답은 정적응답과 동적응답계수의 곱으로 정의된다. 동적응답계수는 설계조건에서의 동적 시간이력응답을 분석하여 구할 수 있다. 허브(Hub) 위치에 작용하는 추력은 GH_Bladed를 사용하여 계산하였으며, 정적하중으로 적용하였다. 동적응답계수는 대수정규분포, 지반물성 중 내부마찰각은 상한과 하한이 결정된 베타분포이며, 그 외 설계변수는 정규분포 확률변수로 취급되었다. mud-line 에서의 동적응답을 통해 정의된 한계상태함수에 따라 일계신뢰도법(First order reliability method, FORM)을 사용하여 해상풍력터빈 지지구조물의 신뢰도지수를 산정하였다.

PSC 박스거더 교량의 상호작용에 의한 KTX 동력차의 윤하중 분포 해석 (A Dynamic Analysis of Wheel Forces distribution of KTX locomotive for Interaction of PSC box Girder Bridge)

  • 오순택;이동준;심영우;윤준관;김한수
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.680-689
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    • 2011
  • A dynamic analysis procedure is developed to provide a comprehensive estimation of the dynamic response spectrum for locomotive's wheels running over a Pre-Stressed Concrete (PSC) box girder bridge on the Korea high speed railway. The wheel force spectrum with the bridge behavior are analyzed as the dynamic procedure for various running speeds (50~450km/h). The high-speed railway locomotive (KTX) is used as 38-degree of freedom system. Three displacements(vertical, lateral, and longitudinal) and three rotational components (pitching, rolling, and yawing). For one car-body and two bogies as well as five movements except pitching rotation components for four wheel axes forces are considered in the 38-degree of freedom model. Three dimensional frame element is used to model of the PSC box girder bridges, simply supported span length of 40m. The irregulation of rail-way is derived using the exponential spectrum density function under assumption of twelve level tracks conditions based on the normal probability procedure. The dynamic responses of bridge passing through the railway locomotive with high-speed analyzed by Newmark-${\beta}$ method and Runge-Kutta method are compared and contrasted considering the developed models of bridge, track and locomotive comprehensively. The dynamic analyses of wheel forces by Runge-Kutta method which are able to analyze the forces with high frequency running on the bridge and ground rail-way are conducted. Additionally, wheel forces spectrum and three rotational components of vehicle body for three typical running speeds is also presented.

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Evolution of cometary dust particles to the inner solar system: Initial conditions, mutual collision and final sinks

  • Yang, Hongu;Ishiguro, Masateru
    • 천문학회보
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    • 제42권2호
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    • pp.48.3-49
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    • 2017
  • Interplanetary space of the solar system contains a large number of dust particles, referred to as Interplanetary Dust Particles (IDPs) cloud complex. They are observable through meteors and zodiacal lights. The relative contribution of possible sources to the IDPs cloud complex was an controversial topic, however, recent research (Yang & Ishiguro, 2015 and references therein) suggested a dominance of cometary origin. In this study, we numerically investigated the orbital evolution of cometary dust particles, with special concerns on different evolutionary tracks and its consequences according to initial orbits, size and particle shape. The effect of dust particle density and initial size-frequency distribution (SFD) were not decisive in total cloud complex mass and mass supply rate, when these physical quantities are confined by observed zodiacal light brightness and dust particle SFD at 1 au. We noticed that, if we assume the existence of fluffy aggregates discovered in the Earth's stratosphere and the coma of 67P/Churyumov-Gerasimenko, the required mass supply rate decreases significantly. We also found out that close encounters with planets (mostly Jupiter) are the dominating factor of the orbital evolution of dust particles, as the result, the lifetime of cometary dust particles are shorter than Poynting-Robertson lifetime (around 250 thousand years). As another consequence of severe close encounters, only a small fraction of cometary dust particles can be transferred into the orbit < 1 au. This effect is significant for large size particles of ${\beta}$ < 0.01. The exceptional cases are dust particles ejected from 2P/Encke and active asteroids. Because they rarely encounter with Jupiter, most dust particles ejected from those objects are governed by Poynting-Robertson effect and well transferred into the orbits of small semimajor axis. In consideration of the above effects, we directly estimated probability of mutual collisions between dust particles and concluded that mutual collisions in the IDPs cloud complex is mostly ignorable, except for the case of large sized particles from active asteroids.

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국내 호소의 온전성 평가를 위한 저서성 대형무척추동물 다중계량지수(LBMMI)의 개발 (Development of Lakes Benthic Macroinvertebrate-based Multi-metric Index (LBMMI) for Biological Integrity Assessment of Korean Lake)

  • 박근용;김명철;공동수
    • 한국물환경학회지
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    • 제40권5호
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    • pp.243-257
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    • 2024
  • Although lakes are an important part of freshwater, research on biological methods for assessing ecological integrity of Korean lakes is insufficient. Therefore, this study aimed to develop Lakes Benthic Macroinvertebrates Multi-Metric Index (LBMMI) to assess the ecological integrity of lakes in Korea to further understand Korean lake's ecosystem. We used biological data from 388 sampling units of national lake monitoring programs from 2022 to 2023 and water quality data from Water Environment Information System (WEIS). As a result, firstly, reference points and disturbed points were selected through Principal Component Analysis (PCA). Secondly, six core metric elements (Pielou's Evenness index (J), Total number of taxa (To.t), Percent of taxa in insecta (% I.t), Percent of individuals in Oligochaeta and chironomidae(tuble) (% OliCht.i), Percent of taxa in Predator (% Pe.t), and Percent of taxa in Clingers (% CL.t) were selected through discriminant analysis and relationship-test. Lastly, LBMMI was calculated for each sampling point by scoring using core metric elements and five grades were assigned for LBMMI scores using a Beta probability distribution model, with the suitability of LBMMI reviewed by comparing it with TSIKO. LBMMI developed in this study is expected to appropriately assess ecological integrity of Korean lakes and provide a basis for further research on lake environment conservation.

확률적 위험도분석을 이용한 ITS사업의 경제성평가모형 (Development of Evaluation Model for ITS Project using the Probabilistic Risk Analysis)

  • 이용택;남두희;임강원
    • 대한교통학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.95-108
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    • 2005
  • 본 연구는 결정적 경제성분석모형(Deterministic Economic Analysis : DEA)의 한계를 극복할 수 있는 확률적 위험도분석(Probabilistic Risk Analysis : PRA) 모형을 이용하여 ITS사업의 경제성평가모형을 개발하고 사례분석을 통해 모형의 적합성(Goodness-of-fit)과 유용성을 검증하는 것이다. 즉 ITS사업의 경제성에 영향을 미치는 위험변수를 확률밀도함수(PDF), 누적확률밀도함수(CDF)로 산출하고 몬테카를로 시뮬레이션기법(Monte-Carlo Simulation Approach : MCSA)을 통해 산출된 결과변수(사업비, 경제성지표)의 통계값에 대해 합리적인 의사결정 방법론을 정립하였다. 대규모 지방자치단체 ITS사업의 사례분석(대전광역시 첨단교통모델도시사업) 수행결과, 통합시스템의 사업비 총사업비는 PRA모형을 통해 산출된 확률분포 상에서 편의(Bias)된 백분율값으로 나타났으며, 사업비 총사업비의 변동계수가(각각 15, 4) 일반교통사업에 비해 낮아, ITS사업의 위험도가 높은 것으로 나타났다. 또한 PRA모형의 결과변수(B/C, NPA, IRP)가 변동가능한 사업환경 하에서 90%이상 모두 경제성이 있는 것으로 나타났다. 그러나 총사업비 사업비의 우발성비용(목표관리값 85%기준)이 발생하는 것으로 나타나 경제성은 높으나 사업비 초과 위험도는 높은 사업으로 분류되었다. 또한 DEA모형의 경제성평가지표는 PRA모형의 확률분포 상에 단일 %값(B/C:27%값, NPV:27%값, IRR:33%값)으로 나타나며, 평균값 또는 중앙값과 비교할 때, 경제성이 과소추정(Underestimate)되는 것으로 나타났다. 또한 단위시스템의 우선순위결과정에서 모형에 따라 우선순위가 바꾸는 결과가 나타났다. 특히 대규모 ITS사업의 경제성평가 시 DEA모형이 편의된 하나의 사례만으로 경제성을 평가함으로써, 경제성을 과대 과소추정하거나 비합리적인 투자우선 순위를 도출하는 오류를 범할수 있는 것으로 나타났다.

상선 선원의 인적과실 평가 모델 구축기법: 선박관리회사 적용 실례 (Implementation Techniques for the Seafarer's Human Error Assessment Model in a Merchant Ship: Practical Application to a Ship Management Company)

  • 임정빈
    • 한국항해항만학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.181-191
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    • 2009
  • 일반적으로 상선에서 해상운송 사고의 주된 원인은 원의 인적과실로 고려되고 있다. 본 논문에서는 선박에 승선 중인 선장, 1항사, 2항사 및 3항사를 포함하는 갑판사관들이 야기할 수 있는 사고 위기를 평가하기 위한 인적과실 모델(HEM)의 구축기법에 관해서 기술했다. 연구범위는 130척의 선박을 관리하는 회사에 소속된 542명의 갑판사관들을 대상으로 했다. 우선, 갑판사관들의 인적 데이터에 대한 통계적 분석과 전문가에 의한 브레인스토밍 과정을 통해서 KEM을 구축하고, 인적과실을 평가하기 위한 인적요소들의 변수 $\upsilon$$\upsilon$에 대한 평가등급 EP($\upsilon$) 및 가중치 $\alpha$, 갑판사관의 직책별 가중치 $\beta$ 등을 결정했다. 그리고 선박의 사고기록에 대한 통계분석 결과, 인적과실에 의한 사고원인 비율 ${\gamma}_H$와 외적과실에 의한 사고원인 비율 ${\gamma}_B$은 0.517(51.7%)과 0.483(48.3%)로 나타났다. $\upsilon$의 상관계수는 95%(p < 0.05) 신뢰구간에서 유의함을 확인하였고, 각 갑판사관의 위기수준 RL의 정규 확률분포 분석으로부터 HEM의 타당성을 검토했다.

확률분포 특성을 이용한 열형광선량계의 선량평가방법에 관한 연구 (A Study on the Dose Assessment Methodology Using the Probabilistic Characteristics of TL Element Response)

  • 조대형;오장진;한승재;나성호;황원국;이원근
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제23권3호
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    • pp.123-138
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    • 1998
  • 개인피폭선량 평가용 열형광선량계인 UD802 선량재에 대한 X-선장, 감마선장, 베타선장 및 중성자선장의 순수선장과 X-선장/감마선장, 베타선장/감마선장 및 중성자장/감마선장의 혼합선장에서의 반응특성을 조사하였으며 소자반응이 확률적으로 분포하는 성질을 이용한 개인피폭선량 평가 방법을 개발하였다. 선량계 특성조사를 위한 기준조사는 한국원자력안전기술원의 X-선장, 베타선장 및 감마선장을 이용하였으며 중성자선장은 미국 PNL에 의뢰하여 수행하였다. 특성조사 결과 광자 선장에 대한 소자1과 소자2는 에너지에 대한 의존성이 매우 적어 선량당량의 계산시 매우 유용한 자료로 사용되어질 수 있으며 소자3과 소자4는 저에너지 및 중에너지의 광자선장에 대해 매우 민감한 변화를 보이고 있다. 소자1/소자3 및 소자1/소자4의 반응비는 베타선장과 중성자선장에 대하여 에너지의존성이 큰 반응비를 나타내며, 소자3/소자2의 반응비는 중성자선장에 대해서만 1이하의 값을 나타내고 있다. 저에너지 및 중에너지 광자선장에 대한 에너지 분별은 소자3/소자2 및 소자3/소자4의 반응비로서 가능함을 확인하였다. 본 연구에서 개발한 확률분포 분석법의 적용가능성을 보이기 위하여 Panasonic UD716AGL/UD802 판독시스템에 적용하여 ANSI N13.11-1993에 따른 성능검증을 수행하였다. 성능검증 결과 모든 범주에 대하여 성능지수, ${\mid}B{\mid}+S$가 최대 0.232의 성능이 확인되었다. 특히 일부 소자의 비정상적 반응에 대해서도 최적의 피폭선량평가를 수행하고 있음이 확인되었으며, 실험실에서 재현될 수 없는 실제 방사선작업 환경에서의 선량평가 수행시, 본 논문에서 제시한 선량평가방법을 적용할 경우 계획된 피폭과 예상하지 못한 방사선장에 대한 피폭을 구분할 수 있어 보다 심도 있는 피폭선량평가 및 방사선관리가 가능할 것으로 판단된다.

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정보보호 대책의 효과성을 고려한 정보보호 투자 의사결정 지원 모형 (A Model for Supporting Information Security Investment Decision-Making Considering the Efficacy of Countermeasures)

  • 박병조;김태성
    • 경영정보학연구
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    • 제25권4호
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    • pp.27-45
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    • 2023
  • 정보통신기술의 발달로 정보보호의 중요성이 커졌지만, 기업은 제한된 예산 내에서 적절한 대책을 선택하는 데 어려움을 겪고 있다. Sönmez and Kılıç(2021)는 정보 보안 침해를 완화하기 위한 최적의 투자 조합을 결정하기 위해 AHP 및 혼합 정수 계획을 사용하는 모델을 제안했다. 그러나 1) 보안 위협에 대한 보안 대책의 효과를 객관적으로 측정하지 못하고, 2) 투자로 인한 위험 감소가 투자 이전에 측정한 위험 수준을 초과하는 비현실적인 현상이 발생하고, 3) 여러 위협에 대해 단일 대응책을 사용할 때 중복된 투자가 이루어진다는 한계가 있었다. 본 연구에서는 베타 확률 분포를 사용하여 대책의 효과를 객관적으로 정량화하고, 위험 감소 수준이 투자 이전에 측정된 위험 수준을 초과하지 않고 보안 대책이 중복 투자되지 않도록 최적화 모델을 개선했다. 개선된 모델을 국내 중소기업을 대상으로 실증분석한 결과, Sönmez and Kılıç(2021)의 최적화 모델보다 더 나은 결과를 도출했다. 개선된 최적화 모델을 사용하면 정보보호 비용, 수량, 대책 효율성을 고려하여 고정된 예산 내에서 최적의 대책별 투자 포트폴리오를 도출할 수 있고, 정보 보안 예산을 확보하고 정보 보안 위협을 효과적으로 해결하는데 도움이 될 것이다.