• Wind and Structures
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• 제34권1호
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• pp.127-136
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• 2022

In this work a multi-fidelity non-intrusive polynomial chaos (MF-NIPC) has been applied to a structural wind engineering problem in architectural design for the first time. In architectural design it is important to design structures that are safe in a range of wind directions and speeds. For this reason, the computational models used to design buildings and bridges must account for the uncertainties associated with the interaction between the structure and wind. In order to use the numerical simulations for the design, the numerical models must be validated by experi-mental data, and uncertainties contained in the experiments should also be taken into account. Uncertainty Quantifi-cation has been increasingly used for CFD simulations to consider such uncertainties. Typically, CFD simulations are computationally expensive, motivating the increased interest in multi-fidelity methods due to their ability to lev-erage limited data sets of high-fidelity data with evaluations of more computationally inexpensive models. Previous-ly, the multi-fidelity framework has been applied to CFD simulations for the purposes of optimization, rather than for the statistical assessment of candidate design. In this paper MF-NIPC method is applied to flow around a rectan-gular 5:1 cylinder, which has been thoroughly investigated for architectural design. The purpose of UQ is validation of numerical simulation results with experimental data, therefore the radius of curvature of the rectangular cylinder corners and the angle of attack are considered to be random variables, which are known to contain uncertainties when wind tunnel tests are carried out. Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations are solved by a solver that employs the Finite Element Method (FEM) for two turbulence modeling approaches of the incompressible Navier-Stokes equations: Unsteady Reynolds Averaged Navier Stokes (URANS) and the Large Eddy simulation (LES). The results of the uncertainty analysis with CFD are compared to experimental data in terms of time-averaged pressure coefficients and bulk parameters. In addition, the accuracy and efficiency of the multi-fidelity framework is demonstrated through a comparison with the results of the high-fidelity model.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권11호
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• pp.81-91
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• 2012

이 논문은 폐기물 매립지에 사용되는 차수시설로서 토목섬유-흙 시스템의 접촉면에 대한 동적거동을 예측하기 위하여 제안된 교란도함수의 확률적 특성 분석에 대한 내용을 다루고 있다. 우선 다기능 접촉면 전단시험기(M-PIA)에 의한 다수의 시험자료를 활용하여 토목섬유-흙의 접촉면에 대한 교란도함수 모델의 매개변수를 보정하고 그 통계특성을 산정하였다. 다음으로 화학적인자와 상재하중의 영향을 고려한 교란도함수의 확률적 특성분석을 위하여, 산정된 A와 Z의 통계특성과 매우 효율적인 샘플링기법인 LHS기법을 적용함으로써 교란도함수 모델의 확률적 특성인 평균, 변동계수 및 분포형태를 분석하였다. 그 결과로서 ${\xi}_D$의 수준에 따라 교란도함수의 변동성은 약 최소 10%에서 최대 28% 정도로 나타났으며, 분포형태는 대부분의 ${\xi}_D$수준에서 Weibull 분포가 가장 적합한 것으로 나타났다. 이 연구를 통하여 획득한 교란도함수의 확률특성을 활용하면 향후 접촉면 전단강도의 불확실성과 변동성을 정량적으로 명확하게 고려할 수 있는 토목섬유-흙 접촉면의 확률론적 안전성 평가기법의 개발이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권3호
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• pp.15-21
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• 2015

2007년 <지반조사 성과 전산화 및 활용에 관한 지침>에 따라 국토지반정보 통합DB센터화 사업이 추진되어 건설현장에 생성되는 지반정보와 관련된 각종 조사, 정보의 효율적인 수집 및 활용을 위하여 시추정보 유통프로세스 사업이 진행되고 있다. 국토지반정보 통합DB센터에 따르면 2014년 6월을 기준으로 약 18만공의 지반정보가 정리되어 있으며 현재에도 지반정보에 대한 데이터베이스 구축이 활발하게 진행되고 있다. 본 연구는 이러한 지반정보 유통프로세스 사업이 시추정보 정밀도에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 현장에서 가장 많이 활용되고 있는 지하수위와 지층심도에 관한 시추정보를 이용하여 정밀도 시계열 분석을 실시하였다. 정밀도 분석은 정규분포와 첨도를 통한 통계학적 방법을 이용하였다. 결과적으로 유통프로세스 사업이 시추정보 정밀도 향상에 긍정적인 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었으며 보다 많은 정보를 바탕으로 다양한 시추정보의 정밀도 검증을 수행할 경우 각 지역에 따른 시추정보 정밀도 평가도 수행할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제4권2호
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• pp.5-13
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• 2003

국내의 경우 암반에 근입된 현장타설말뚝의 지지력을 계산하는데 있어 일축압축강도를 이용하는 경험적인 방법으로 설계를 수행하고 있다. 이러한 경험적인 설계방법들은 설계시 상당한 불확실성을 내포하는 것으로 나타났다. 최근에는 암반에 근입된 현장타설말뚝의 주면저항에 영향을 주는 모든 인자를 고려하는 설계법도 제안되었다. 암반에 근입된 현장타설말뚝의 지지력에 영향을 미치는 인자에는 여러 가지가 있는데 이중 굴착면의 거칠기는 암반에 근입된 말뚝의 전단거동에 중요한 역할을 하는 것으로 알려졌다. 따라서 본 연구에서는 국내 현장타설말뚝의 암반부 굴착벽면의 거칠기 특성을 조사, 분석하여 설계에 적용할 수 있는 거칠기 정수를 제안하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권6호
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• pp.5-11
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• 2015

최근 구조물 기초 분야에 대한 한계상태설계법이 국제적인 기술표준으로 요구됨에 따라 연구기반이 미약한 얕은기초에 대한 하중저항계수설계법 개발의 필요성이 대두되었다. 본 연구에서는 얕은기초 설계 시 풍화토 지반에 위치한 얕은기초에 대한 하중저항계수설계법의 적용 방안에 대하여 연구를 수행하고 그에 따른 저항계수를 제안하였다. 얕은기초 국내 설계 및 시공자료를 수집하여 확률통계학적 기법에 의한 분석을 수행함으로써 풍화토지반 얕은기초의 불확실성과 저항편향계수를 정량적으로 분석하고, 신뢰성 해석 LEVEL II를 이용하여 목표신뢰도 지수를 평가하였으며, 산정된 신뢰도지수를 기존 문헌 값과 비교 분석하여 풍화토 지반 얕은기초에 대한 목표신뢰도 지수를 선정하였다. 국내 풍화토지반 얕은기초에 대한 하중계수를 적용하여 저항계수를 보정하였으며, AASHTO의 하중계수를 적용한 저항계수와 비교 분석하였다.

• 대기
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• 제31권5호
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• pp.489-510
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• 2021

In this paper, we propose an algorithm for detecting convective initiation (CI) using GEO-KOMPSAT-2A/advanced meteorological imager data. The algorithm identifies clouds that are likely to grow into convective clouds with radar reflectivity greater than 35 dBZ within the next two hours. This algorithm is developed using statistical and qualitative analysis of cloud characteristics, such as atmospheric instability, cloud top height, and phase, for convective clouds that occurred on the Korean Peninsula from June to September 2019. The CI algorithm consists of four steps: 1) convective cloud mask, 2) cloud object clustering and tracking, 3) interest field tests, and 4) post-processing tests to remove non-convective objects. Validation, performed using 14 CI events that occurred in the summer of 2020 in Korean Peninsula, shows a total probability of detection of 0.89, false-alarm ratio of 0.46, and mean lead-time of 39 minutes. This algorithm can be useful warnings of rapidly developing convective clouds in future by providing information about CI that is otherwise difficult to predict from radar or a numerical prediction model. This CI information will be provided in short-term forecasts to help predict severe weather events such as localized torrential rainfall and hail.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권7호
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• pp.33-43
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• 2010

한반도 남해안 부산지역의 해성점토에 대하여 물리적 특성을 사전 파악하고, 지반 강도정수의 상관성을 분석하기 위하여 비교적 신뢰성이 크다고 할 수 있는 대형 항만공사 자료를 활용하였다. 분석자료의 정도를 높이기 위하여 해성점토만을 대상으로 하였다. 통일분류법으로 ML, MH, CL, CH, ML-CL에 해당되는 자료는 분석대상에 포함하였으며, SC로 분류되는 자료는 분석대상에서 제외하였다. 지반강도 특성에 대한 분석은 일축압축시험, 삼축압축시험, 현장베인시험 결과에 의한 비배수 전단강도, 예민비, 유효마찰각에 대하여 분석하였으며, 자료분석시 통계분석을 통하여 이상치를 제거하였으며, 또한, 교란도분석을 수행하여 결과에 대한 신뢰성을 높이고자 하였다. 상관관계 분석에서는 선형회귀분석을 수행하여 깊이에 따른 비배수전단강도의 상관관계를 검토하였다. 또한, 동일한 위치에서 수행된 일축 및 삼축압축시험 자료를 분석하여 비배수전단강도의 상관관계식을 도출하였으며, 그 결과 심도와 비배수전단강도는 $S_u=0.015148D+0.04624$의 관계를 보이며, 삼축압축시험에서 구한 비배수 전단강도가 일축압축시험에서 구한 비배수전단강도의 1.26배 정도 크게 평가되었다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.145-150
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• 2015

주안전과 밀접한 CCTV의 요구 및 설치는 날로 증가하고 있다. 그러나 현재 방범 CCTV에 대한 체계적인 계획과 위치타당성 검증에 대한 분석은 전무한 상태에서 단순히 주민들의 요구에 대응하는 수준에 머물고 있다. 단순히 CCTV 밀집도를 늘리면서 시민들의 안전을 강구하는 방법은 한계가 있다. 범죄의 특징 중 하나가 과거 발생지역중심으로 군집하는 현상을 보이며 또한 이런 범죄들은 상호연관성이 강하다. 약 2년간 범죄자료를 Geo-coding하고, 18개의 변수를 사회경제, 도시공간, 범죄방어기재시설물, 범죄발생지표로 대별하여 군집분석과 공간통계분석을 실행하여 5대 범죄와 절도범죄, 폭력범죄, 성폭력범죄가 최근린 분석과 Ripley's K함수에 의해 군집성을 확인하였다. 범죄들의 군집성 검토 후 본 연구에서는 위험지점(Hotspot)에 대한 개념을 정립하고, 위험지점선정에 대한 기법을 고찰한 후 본 연구에 타당한 Nearest Neighbor Hierarchical Spatial Clustering 기법을 활용하여 5대 범죄, 절도범죄, 폭력범죄, 성폭력 범죄의 위험지점을 선정하고 중첩분석을 하여 연구지역내 총 105개 지점의 군집수를 얻을 수 있었다.

• 지질공학
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• 제17권3호
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• pp.393-404
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• 2007

본 연구는 절리암반사면의 현장상태 및 위험도에 대한 현장조사를 기초로 사면의 상대적 위험도를 판단 할 수 있는 토대를 마련하기 위하여 개별요인이 사면안정성에 미치는 영향을 고찰하였으며 사면붕괴에 영향을 미치는 요인들에 대한 통계적 분석을 수행하였다. 사면의 붕괴요인으로는 기존에 제시된 인장균열, 지반변형, 구조물 변형, 붕괴발생규모, 절리주향, 절리경사, 절리상태, 사면경사, 강우 및 지하수위, 절취상태, 배수조건, 보호보강상태 등 12가지 항목을 고려하였다. 본 연구를 위한 조사지역은 경상남도 지방도로에 위치한 절취사면 중 붕괴 이력이 있거나 다소 불안감을 보이는 위험 절개지 233개소이다. 조사지역의 사면안정성평가는 각각의 평가요인(붕괴요인)에 따른 사면의 결함지수와 사면위험등급에 의해 수행되었다. 조사된 총 233개소의 사면 중 토사사면을 제외한 암반사면 126개소를 선별하여, 각각의 붕괴요인들과 사면위험등급과의 통계적 연관성분석을 실시하였다. 또한, 다중회귀분석을 수행하고 적용성을 고찰하여 사면결함지수와 위험등급을 예측할 수 있는 통계모형을 제시하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.19-26
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• 2010

본 연구는 석탄회의 카드뮴에 대한 흡착특성을 조사하기 위하여 회분식 실험과 반응표면분석을 실시하였다. Langmuir model과 Chapman-Richards model로 산정된 석탄회의 카드뮴의 최대 제거량은 12.95mg/g와 12.99mg/g로 조사되었다. 또한 초기 pH 4에서 9까지의 카드뮴의 제거특성은 초기 pH에 따라 서로 다른 양상을 나타내었으며, pH가 증가 할수록 카드뮴의 제거량은 흡착과 침전에 의한 영향으로 증가하는 것으로 나타났다. 또한, pH에서 카드뮴의 제거량의 감소에 대한 결과는 $H^+$이온의 증가에 따른 카드뮴이온과의 경쟁적 반응에 의한 것으로 사료된다. 반응표면분석법 중 Box-Behnken법을 이용하여 초기 카드뮴 농도($X_1$), 초기 pH($X_2$), 그리고 초기 석탄회의 주입량($X_3$)을 독립변수로 선정하였으며, 종속변수인 석탄회의 카드뮴의 흡착특성을 수학적 모델로 도출하였다. 경험적 모델인 반응표면분석법을 이용하여 실험적 요인과 반응변수에 대한 관계를 도출하도록 반응모델식을 개발하였다. 통계학적 분석결과, 1차 선형효과(주효과)에서 초기 카드뮴 농도, 초기 pH, 초기 석탄회의 주입량과, 2차 비선형 효과(교호작용, 상호효과)에 대하여 유의한 것으로 조사되었다. 도출된 반응모델은 수정 결정계수가 0.928으로 1에 근사한 값을 갖는 것으로 나타났으며, 도출된 반응모델은 카드뮴 제거율에 매우 근접하게 결과를 도출할 수 있었다. 또한, 통계학적 분석결과 카드뮴 제거에 미치는 영향은 초기 pH > 초기 카드뮴 농도 > 초기 석탄회의 주입량 순으로 나타났다.