Quantification of infiltration rate is an important issue in HVAC system design. The infiltration in buildings depends on many uncertain parameters that vary with significant magnitude and hence, the results from standard deterministic simulation approach can be unreliable. The authors utilize uncertainty analysis In predicting the airflow rates. The paper presents relevant uncertain parameters such as meteorological data, building parameters (leakage areas of windows, doors, etc.), etc. Uncertainties of the aforementioned parameters are quantified based on available data from literature. Then, the Latin Hypercube Sampling (LHS) method was used for the uncertainty propagation. The LHS is one of the Monte Carlo simulation techniques that is suited for our needs. The CONTAMW was chosen to simulate infiltration phenomena in a residential apartment that is typical of residential buildings in Korea. It will be shown that the uncertainty propagating through this process is not negligible and may significantly influence the prediction of the airflow rates.
Quantitatively modeling and propagating all sources of uncertainty stand at the core of seismic fragility assessment of structures. This paper investigates the effects of various sources of uncertainty on seismic responses and seismic fragility estimates of single-layer reticulated domes. Sensitivity analyses are performed to examine the sensitivity of typical seismic responses to uncertainties in structural modeling parameters, and the results suggest that the variability in structural damping, yielding strength, steel ultimate strain, dead load and snow load has significant effects on the seismic responses, and these five parameters should be taken as random variables in the seismic fragility assessment. Based on this, fragility estimates and fragility curves incorporating different levels of uncertainty are obtained on the basis of the results of incremental dynamic analyses on the corresponding set of 40 sample models generated by Latin Hypercube Sampling method. The comparisons of these fragility curves illustrate that, the inclusion of only ground motion uncertainty is inappropriate and inadequate, and the appropriate way is incorporating the variability in the five identified structural modeling parameters as well into the seismic fragility assessment of single-layer reticulated domes.
Reactor containment buildings serve as the last barrier to prevent radioactive leakage due to accidents and their safety is crucial in overpressurization conditions. Thus, the Regulatory Guide (RG) 1.216 has mentioned the global strain as one of failure criteria in the free-field for cylindrical prestressed concrete containment vessels (PCCV) subject to internal pressure. However, there is a limit that RG 1.216 shows the free-field without the specific locations of failure criteria and also the global strain corresponding to only azimuth 135° has been mentioned in NUREG/CR-6685, regardless of the elevations of the structure. Therefore, in order to reevaluate the failure criteria of the 1:4 scaled PCCV, the high fidelity simulation model based on the experimental test was significantly validated in this study, and it was interesting to find that the experimental and numerical result was very close to each other. In addition, for the consideration of the material uncertainties, the Latin hypercube method was used as a statistical approach. Consequently, it was revealed that the radial displacements of various azimuth area such as 120°, 135°, 150°, 180° and 210° at elevations 4680 mm and 6,200 mm can represent as the global deformation at the free-field, obtained from the statistical approach.
Kim, Jae Min;Noh, Tae Yong;Huh, Jungwon;Kim, Moon Soo;Hyun, Chang Hun
Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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v.19
no.2
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pp.63-74
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2015
This study investigated the influence of probabilistic variability in stiffness and nonlinearity of soil on response of nuclear power plant (NPP) structure subjected to seismic loads considering the soil-structure interaction (SSI). Both deterministic and probabilistic methods have been employed to evaluate the dynamic responses of the structure. For the deterministic method, $SRP_{min}$ method given in USNRC SRP 3.7.2(2013) (envelope of responses using three shear modulus profiles of lower bound($G_{LB}$), best estimate($G_{BE}$) and upper bound($G_{UB}$)) and $SRP_{max}$ method (envelope of responses by more than three ground profiles within range of $G_{LB}{\leq}G{\leq}G_{UB}$) have been considered. The probabilistic method uses the Latin Hypercube Sampling (LHS) that can capture probabilistic feature of soil stiffness defined by the median and the standard deviation. These analysis results indicated that 1) number of samples shall be larger than 60 to apply the probabilistic approach in SSI analysis and 2) in-structure response spectra using equivalent linear soil profiles considering the nonlinear behavior of soil medium can be larger than those based on low-strain soil profiles.
Journal of the Architectural Institute of Korea Structure & Construction
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v.36
no.5
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pp.177-185
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2020
The building energy performance indicator, called Energy Performance Index (EPI), has been used for the past decades in South Korea. It has a list of design variables assigned with weighting factors (a, b). Unfortunately, the current EPI method is not performance-based but very close to a prescriptive rating. With this in mind, this study aims to propose a new performance-based EPI method. For this purpose, a global sensitivity analysis method, Sobol, is employed. The Sobol method is suitable for complex nonlinear models and can decompose all the output variance due to every input. The Sobol sensitivity index of each variable is defined as 0 to 1 (0 to 100%), and the sum of all sensitivity indices is equal to 1 (100%). In this study, an office building was modeled using EnergyPlus and then the Latin Hypercube Sampling (LHS) was conducted to generate a surrogate model to EnergyPlus. The sensitivity index was suggested to replace weight (a) in the existing EPI. In addition, the discrete weight (b) in the existing EPI was replaced by a set of continuous regression functions. Due to the introduction of the sensitivity index and the continuous regression functions, the new proposed approach can provide far more accurate outcome than the existing EPI (R2: 0.83 vs. R2: 0.01 for cooling, R2: 0.66 vs. R2: 0.01 for total energy). The new proposed approach proves to be more rational, objective and performance-based than the existing EPI method.
Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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v.12
no.3
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pp.175-182
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2008
In this paper, through the study and consideration of the recently prominent monitoring of cable stayed-bridge, practical but reasonable suggested for the evaluation of the probabilistic safety of the bridges using probable measured data from monitoring measurement system. It is shown in the paper that the live load effects can be evaluated using measured data of cable-stayed bridge and this the realistic probabilistic safety of the cable-stayed bridge could be assessed in term of element reliability and system reliability. As a practical method for the evalution of the system reliability of system cable-stayed bridges partial ETA method is uesd, which can find the critical failure path including combined failure modes of cable, deck and pylon. Compared with the conventional safety analysis method, the propsed approach may be considered as the practical method that shows the considerably actual and reasonable results the system redundancy of the structure.
A kind of modified epoxy resin sheet molding compounds of the impeller has been designed. Through the test, the non-metal impeller has a better environmental aging performance, but must do the waterproof processing design. In order to improve the stability of the impeller vibration design, the influence of uncertainty factors is considered, and a multi-objective robust optimization method is proposed to reduce the weight of the impeller. Firstly, based on the fluid-structure interaction, the analysis model of the impeller vibration is constructed. Secondly, the optimal approximate model of the impeller is constructed by using the Latin hypercube and radial basis function, and the fitting and optimization accuracy of the approximate model is improved by increasing the sample points. Finally, the micro multi-objective genetic algorithm is applied to the robust optimization of approximate model, and the Monte Carlo simulation and Sobol sampling techniques are used for reliability analysis. By comparing the results of the deterministic, different sigma levels and different materials, the multi-objective optimization of the SMC molding impeller can meet the requirements of engineering stability and lightweight. And the effectiveness of the proposed multi-objective robust optimization method is verified by the error analysis. After the SMC molding and the robust optimization of the impeller, the optimized rate reached 42.5%, which greatly improved the economic benefit, and greatly reduce the vibration of the ventilation system.
Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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v.14
no.5
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pp.119-127
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2010
This paper provides a new approach for durability prediction of reinforced concrete structures exposed to carbonation. In this method, the prediction can be updated successively by a Bayes' theorem when additional data are available. The stochastic properties of model parameters are explicitly taken into account in the model. To simplify the procedure of the model, the probability of the durability limit is determined based on the samples obtained from the Latin Hypercube Sampling(LHS) technique. The new method may be very useful in design of important concrete structures and help to predict the remaining service life of existing concrete structures which have been monitored. For using the new method, in which the prior distribution is developed to represent the uncertainties of the carbonation velocity using data of concrete structures(3700 specimens) in Korea and the likelihood function is used to monitor in-situ data. The posterior distribution is obtained by combining a prior distribution and a likelihood function. Efficiency of the LHS technique for simulation was confirmed through a comparison between the LHS and the Monte Calro Simulation(MCS) technique.
This paper provides a new approach for predicting the corrosion resistivity of reinforced concrete structures exposed to chloride attack. In this method, the prediction can be updated successively by a Bayesian theory when additional data are available. The stochastic properties of model parameters are explicitly taken into account into the model. To simplify the procedure of the model, the probability of the durability limit is determined from the samples obtained from the Latin hypercube sampling technique. The new method may be very useful in designing important concrete structures and help to predict the remaining service life of existing concrete structures which have been monitored.
Park, Young-Un;So, Ji-Young;Chung, Dong-Hwa;Yoo, Yong-Min;Cho, Ju-Hee;Ahn, Kang-Soon;Kim, Dae-Kyong
The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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v.62
no.11
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pp.1528-1534
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2013
This paper proposes the optimal design of stator shape for cogging torque reduction of single-phase brushless DC (BLDC) motor with asymmetric notch. This method applied size and position of asymmetric notches to tapered teeth of stator for single-phase BLDC motor. Which affects the variation of the residual flux density of the permanent magnet. The process of optimal design included the extraction of the sampling point by using Latin Hypercube Sampling(LHS), and involved the creation of an approximation model by using kriging method. Also, the optimum point of the design variables were discovered by using the Genetic Algorithm(GA). Finite element analysis was used to calculate the characteristics analysis and cogging torque. As a result of finite element analysis, cogging torque were reduced approximately 39.2% lower than initial model. Also experimental result were approximately 38.5% lower than initial model. The period and magnitude of the cogging torque were similar to the results of FEA.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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