• Structural Engineering and Mechanics
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• 제41권1호
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• pp.25-41
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• 2012

Kriging surrogate model provides explicit functions to represent the relationships between the inputs and outputs of a linear or nonlinear system, which is a desirable advantage for response estimation and parameter identification in structural design and model updating problem. However, little research has been carried out in applying Kriging model to crack identification. In this work, a scheme for crack identification based on a Kriging surrogate model is proposed. A modified rectangular grid (MRG) is introduced to move some sample points lying on the boundary into the internal design region, which will provide more useful information for the construction of Kriging model. The initial Kriging model is then constructed by samples of varying crack parameters (locations and sizes) and their corresponding modal frequencies. For identifying crack parameters, a robust stochastic particle swarm optimization (SPSO) algorithm is used to find the global optimal solution beyond the constructed Kriging model. To improve the accuracy of surrogate model, the finite element (FE) analysis soft ANSYS is employed to deal with the re-meshing problem during surrogate model updating. Specially, a simple method for crack number identification is proposed by finding the maximum probability factor. Finally, numerical simulations and experimental research are performed to assess the effectiveness and noise immunity of this proposed scheme.

• 지질공학
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• 제3권1호
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• pp.51-61
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• 1993

비정상 현상을 나타내는 지하수위 자료의 추정을 위해서 제한적 최대 우도치를 이용하는 universal kriging을 사용하였다. 제한적 최대우도법의 우수성을 판정하기 위해 가중 최소자승법을 이용하는 IRD-k와 비교 검토하였다. 교차 타당성에 있어서 RML과 k계 고유 확율함수는 거의 비슷한 결과를 갖고, 참값 대 추정치의 이산분포도와 지하수위 등고선도에 있어서도 2가지 방법이 거의 같은 결과를 만들었다. RNL을 이요한 universal kriging과 가중 최소자승법을 이용한 IRF-k가 비정상 함수자료의 추정에 있어서 거의 비슷한 결과를 만든 원인은 이용된 실험자료의 비정규분포와 적은 자료수에 기인하는 것으로 사료된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제30권8호
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• pp.985-992
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• 2006

Many methods for reliability analysis have been studied and one of them, a moment method, has the advantage that it doesn't require sensitivities of performance functions. The moment method for reliability analysis requires the first four moments of a performance function and then Pearson system is used for the probability of failure where the accuracy of the probability of failure greatly depends on that of the first four moments. But it is generally impossible to assess them analytically for multidimensional functions, and numerical integration is mainly used to estimate the moment. However, numerical integration requires many function evaluations and in case of involving finite element analyses, the calculation of the first fo 따 moments is very time-consuming. To solve the problem, this research proposes a new method of approximating the first four moments based on kriging metamodel. The proposed method substitutes the kriging metamodel for the performance function and can also evaluate the accuracy of the calculated moments adjusting the approximation range. Numerical examples show the proposed method can approximate the moments accurately with the less function evaluations and evaluate the accuracy of the calculated moments.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제82권3호
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• pp.271-282
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• 2022

The active learning surrogate model based on adaptive sampling strategy is increasingly popular in reliability analysis. However, most of the existing sampling strategies adopt the trial and error method to determine the size of the Monte Carlo (MC) candidate sample pool which satisfies the requirement of variation coefficient of failure probability. It will lead to a reduction in the calculation efficiency of reliability analysis. To avoid this defect, a new method for determining the optimal size of the MC candidate sample pool is proposed, and a new structural reliability analysis method combining polynomial chaos-based Kriging model (PC-Kriging) with adaptive sampling region is also proposed (PCK-ASR). Firstly, based on the lower limit of the confidence interval, a new method for estimating the optimal size of the MC candidate sample pool is proposed. Secondly, based on the upper limit of the confidence interval, an adaptive sampling region strategy similar to the radial centralized sampling method is developed. Then, the k-means++ clustering technique and the learning function LIF are used to complete the adaptive design of experiments (DoE). Finally, the effectiveness and accuracy of the PCK-ASR method are verified by three numerical examples and one practical engineering example.

• 한국지리정보학회지
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• 제13권4호
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• pp.138-147
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• 2010

부정확한 교통량 예측은 잘못된 교통계획 및 설계를 초래할 수 있으므로, 교통량 데이터를 이용한 교통량 예측은 교통계획 및 운영과 같은 공간의사결정과정에서 매우 중요하다. 교통량 예측의 정확도 향상을 위해 최근 공간통계분석방법인 크리깅 방법론을 이용한 연구들이 발표되고 있으며, 연구결과 기존의 전통적인 방법에 비하여 예측력이 높게 나타났다. 이에 본 연구는 먼저 미국 미주리 주의 세인트루이스를 대상으로 크리깅 분석방법론을 이용하여 교통량 데이터를 예측한 후 실제 측정값과 비교하여 그 정확도를 검증하였다. 이후 크리깅 방법론의 예측 값을 더욱 향상 시키기 위한 새로운 방안을 제시하였다. 그 방안으로 첫째, 베리오그램 인자 결정시 나타난 교통량 데이터의 특징인 이방성을 적용하였으며, 둘째, 교통량 데이터의 공간적 상관관계가 높은 주간고속도로를 이차변수로 설정하여 공동크리깅 분석을 실시하였다. 분석결과 일반 크리깅 방법보다 이방성을 적용한 분석에서 더욱 높은 정확도 나타났으며, 이방성의 적용 하에 실시한 공동크리깅의 결과에서 가장 좋은 예측 값이 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권4A호
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• pp.677-687
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• 2006

크리깅 보간법은 지구통계학 분야에 주로 사용되는 보간법의 하나이다. 이 방법은 실험적 베리오그램과 이론적 베리오그램의 작성과 크리깅 보간법의 정식화에 관한 연구를 포함하고 있다. 종래의 응력복구를 위한 최소제곱법과 대조적으로, 가우스적분점에서의 응력데이타로부터 준정해를 얻기 위해 가중 최소제곱법에 기초를 둔다. 즉, 동일한 가중치를 사용하는 종래의 방식들과는 달리 가우스적분점에서의 응력값의 보간을 위하여 베리오그램 모델링을 통한 가중치가 결정된다. 한편, 분할된 요소망에 Zienkiewicz와 Zhu에 의해 제안된 SPR기법에 기초를 둔 사후오차평가를 통해 p-차수를 균등 또는 선택적으로 증가시키는 자동체눈 방식이 도입되었다. 이 방법의 정당성을 보기위해 인장력을 받는 개구부를 갖는 평판문제를 해석하였다. 또한, 기존의 최소제곱법과의 비교를 통한 크리깅보간법의 정당성을 보여 주었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.1630-1638
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• 2015

많은 산업분야에서 구조설계 시 구조성능을 검토하기 위한 유한요소해석은 필수적인 과정이 되었다. 이와 함께, 컴퓨터의 성능도 급속도로 개선되고 있지만 대형 문제의 경우에는 최적설계기법을 적용하는데 한계가 있다. 이러한 대형 문제의 최적화를 위하여 메타모델을 이용한 근사모델을 이용하고 있다. 근사모델을 생성하는 방법은 곡선맞춤법과 내삽법으로 분류할 수 있는데, 반응표면모델과 크리깅 모델이 대표적인 것이다. 그러나 각 모델은 오버피팅이나 언더피팅이 될 수 있는 단점이 있다. 본 연구에서는 반응표면과 크리깅으로 구성되는 혼합모델에 의한 메타모델을 이용하여 구조설계에 적용하고자 한다. 제안된 방법을 2부재 구조물과 자동차용 아우터타이로드의 구조설계에 적용하였다.

• 환경영향평가
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• 제20권6호
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• pp.879-890
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• 2011

The GOSAT (Greenhouse gases Observing SATellite) data provide new opportunities the most regionally complete and up-to-date assessment of $CO_2$. However, in practice, GOSAT records often suffer from missing data values mainly due to unfavorable meteorological condition in specific time periods of data acquisition. The aim of this research was to identify optimal spatial interpolation techniques to ensure the continuity of $CO_2$ from samples taken in the North East Asia. The accuracy among ordinary kriging (OK), universal kriging (UK) and simple kriging (SK) was compared based on the combined consideration of $R^2$ values, Root Mean Square Error (RMSE), Mean Error (ME) for variogram models. Cross validation for 1312 random sampling points indicate that the (UK) kriging is the best geostatistical method for spatial predictions of $CO_2$ in the East Asia region. The results from this study can be useful for selecting optimal kriging algorithm to produce $CO_2$ map of various landscapes. Also, data users may benefit from a statistical approach that would allow them to better understand the uncertainty and limitations of the GOSAT sample data.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권7호
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• pp.33-44
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• 2004

지진시 측정되는 strong motion 데이터와 시설물의 손상의 상관관계를 구하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 지진시 측정된 시간 - 지진강도 관계와 측정위치들이 포함된 대규모 지형정보시스템(GIS) 데이터에 대한 분석에 Kriging 공간 통계분석법을 사용함으로써 첨두지반속도(PGV)와 파이프라인 및 건물의 손상정도의 관계를 구할 수 있었으며, 특히, Kriging법은 측정치에 포함된 오차 등 불확실한 요소들을 고려한 $90\%$의 신뢰도에 해당하는 지진강도-손상 관계를 구할 수 있어서 역거리 제곱법 등 다른 공간데이터 분석법에 비하여 우수한 방법이었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제31권9호
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• pp.733-740
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• 2007

Microchannel heat sink shape optimization is performed using Kriging method. Design variables relating to microchannel width, depth and fin width are selected, and thermal resistance has been taken as objective function. Design points are selected through a three-level fractional factorial design of sampling method. Navier-Stokes and energy equations for laminar flow and conjugate heat transfer are solved at these design points using a finite volume solver. Solutions are carefully validated with experimental results. Using the numerically evaluated objective function, a surrogate model (Kriging) is constructed and optimum point is searched by sequential quadratic programming. The process of shape optimization greatly improves the thermal performance of microchannel heat sink under constant pumping power.