Although existing algorithms can predict wind speed using historical observation data, for engineering feasibility, most use moment methods and probability density functions to estimate fitted parameters. However, extreme wind speed prediction accuracy for long-term return periods is not always dependent on how the optimized frequency distribution curves are obtained; long-term return periods emphasize general distribution effects rather than marginal distributions, which are closely related to potential extreme values. Moreover, there are different wind speed parent sample types; how to theoretically select the proper extreme value distribution is uncertain. The influence of different sampling time intervals has not been evaluated in the fitting process. To overcome these shortcomings, updated steps are introduced, involving parameter sensitivity analysis for different sampling time intervals. The extreme value prediction accuracy of unknown parent samples is also discussed. Probability analysis of mean wind is combined with estimation of the probability plot correlation coefficient and the maximum likelihood method; an iterative estimation algorithm is proposed. With the updated steps and comparison using a Monte Carlo simulation, a fitting policy suitable for different parent distributions is proposed; its feasibility is demonstrated in extreme wind speed evaluations at Longhua and Chuansha meteorological stations in Shanghai, China.
Yan, Ruqiang;Qian, Yuning;Huang, Zhoudi;Gao, Robert X.
Smart Structures and Systems
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제11권3호
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pp.299-314
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2013
This paper presents a nonlinear time series analysis technique for evaluating machine defect severity, based on the Recurrence Plot (RP) entropy. The RP entropy is calculated from the probability distribution of the diagonal line length in the recurrence plot, which graphically depicts a system's dynamics and provides a global picture of the autocorrelation in a time series over all available time-scales. Results of experimental studies conducted on a spindle-bearing test bed have demonstrated that, as the working condition of the bearing deteriorates due to the initiation and/or progression of structural damages, the frequency information contained in the vibration signal becomes increasingly complex, leading to the increase of the RP entropy. As a result, RP entropy can serve as an effective indicator for defect severity assessment of rolling bearings.
The coupled channel method via the Local Reflection (LORE) matrix is employed to investigate the quantum mechanical behavior of the sticking or adsorption and desorption of hydrogen (H) atom on bilayer graphene via the armchair edge. The sticking and desorption probabilities of H are calculated and are plotted against the initial translational energy of H. The sticking probability plot shows a barrierless reaction indicating that hydrogen is easily adsorbed on the armchair edge of graphene. The desorption probability plot, however, shows that desorption of H from the graphene sheets is an activated process with a barrier height of 4.19 eV suggesting that a strong bond exists between the adsorbed H atom and the edge carbon atom. Thus, temperatures higher than the operating temperatures (300 - 1500 K) of conventional fuel cells are necessary to release the adsorbed H atom from the armchair edge of graphene.
Machined graphite/epoxy surfaces were studied by using SEM (Scanning Electron Microscopy), surface profilometry and its analysis to determine suitable surface describing parameters for machined unidirectional and multidirectional laminate composite. The surface roughness and profile are found to be highly depdndent on the fiber layup direction and the measurement direction. It was possible to machine 90 .deg. and -45 .deg. plies due to the adjacent plies, which were holding those plies. It was found that the microgeometrical variations in terms of roughness parameters $R_{a}$ without $D_{y}$(Maximum Damage Depth) region and $D_{y}$are better descriptors of the machined laminate composite surface than commonly used roughness parameters $R_{a}$and $R_{max}$ The characteristics of surface profiles in laminate composite are well represented in CPD (Cumulative Probability Distribution) plot and PPD (Percentage Probability Density) plot. Edge-trimmed multidirectional laminate surfaces are Gaussian and random for profiles measured along the tool movement direction, they are periodic and non-Gaussian in the direction perpendicular to the tool movement.t.ent.t.
This paper discusses tests of factor effect or contrast by the use of saturated design $k^n$ factorial design. The nine nonparametric rank measures in normality test using normal probability pot are proposed. Length's PSE(Pseduo Standard Error) test [4] which relies on the concept of effect sparsity is also introduced and extended to the margin of error(ME) and Simultaneous margin of error(SME).
The fatigue crack propagation is stochastic in nature, because the variables affecting the fatigue behavior are random and have uncertainty. Therefore, the fatigue life prediction is critical for the design and the maintenance of many structural components. In this study, fatigue experiments are conducted on the specimens of magnesium alloy AZ31 under various conditions such as thickness of specimen, the load ratio and the loading condition. The probability distribution fit to the fatigue failure life are investigated through a probability plot paper by these conditions. The probabilities of failure at various conditions are also estimated. The fatigue design life is predicted by using the Weibull distribution.
본 연구에서는 전국의 30년 이상의 강우관측기록을 보유하고 있는 기상청 산하 56개 강우관측소의 연 최대치 강우자료들로부터 확률분포형에 대하여 모멘트법, 최우추정법, 확률가중모멘트법을 이용하여 모수를 추정하고, 그 모수의 범위와 확률변수의 범위에 대한 적정성을 알아보았다. 적정성이 있는 모수를 대상으로 적합도 검정법인 x$^2$-검정, K-S검정, Cramer von Mises (CVM)검정, Probability Plot Correlation Coefficient (PPCC) 검정을 실시한 결과 중, 최근 연구에서 많이 이용되고 있고 표본자료의 크기가 작거나 왜곡된 자료일 경우에도 비교적 안정적인 결과를 얻을 수 있는 확률가중모멘트법과 상관계수에 의한 검정인 PPCC검정을 통과한 분포형을 우선적으로 적합도 평가 대상 분포형으로 선정하였다. 선정된 분포형을 대상으로 적합도 평가기준인 SLSC, MLL, AIC를 적용하여 적합도 평가를 실시하여 대표확률분포형 후보군을 추출하였다. 대표확률분포형 후보군으로 선정된 확률분포형에 대하여 resampling방법인 Jackknife기법을 적용하여 변동성을 파악하고, 변동성이 가장 작게 나타난 분포형을 그 지점의 대표확률분포형으로 결정하였다. 본 논문에서는 분석 결과의 분량을 감안하여 대표적으로 서울, 강릉, 대구, 전주, 부산 지점에 대해 작성하였으며, 확률강우량의 변동성이 가장 작은 확률분포형을 56개 지점의 각 지점 대표확률분포형으로 제시하였으며, Gumbel 분포(GUM)의 선정 비율이 지속기간 12시간, 24시간에 대해 각각 41 %, 32 %로 가장 높게 나타났다. 본 연구에서는 적합도 평가를 함에 있어서 객관적 정량화가 가능한 세 가지 기준과 Jackknife기법을 이용한 새로운 확률분포형 선정의 가능성을 제시하였다.
극치 수문(Hydrologic extremes)분야에서는 수문자료의 분포에 따라 Gumbel, GEV, 그리고 GLO 분포와 같은 다양한 확률통계 분포형이 존재한다. GEV와 GLO 분포형의 경우 Gumbel 분포형과 달리 형상매개변수가 포함된 3변수 분포형으로써 이상 기후 현상으로 인한 잦은 극치 수문사상을 표현하는데 좀 더 유연한 것으로 알려져 있다. 특히 GLO 분포형의 경우 영국에서 홍수빈도해석 시 적정분포형으로 선정된바 있다(Institute of Hydrology, 1999). 다양한 분포형 중에서 표본 자료를 대표할 수 있는 분포형을 선정하는 통계적 기법이 적합도 검정이다. 적합도 검정에는 $x^2$-검정, Cramer von-Mises 검정, Kolmogorov-Smirnov 검정, PPCC(probability plot correlation coefficient, 확률도시 상관계수)검정 등이 있으며 그 중 PPCC 검정은 이용방법이 간편하면서도 뛰어난 기각능력을 보이는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 극치 수문분야에서 널리 이용되고 있는 GLO 분포형을 대상으로 자료의 왜곡도 영향을 고려할 수 있는 확률도시 상관계수 검정의 검정통계량을 추정하여 보았다.
최근 단상태 소나의 표적탐지에 대한 한계로 인해 양상태 소나의 사용이 늘어나고 있다. 또한 소나 시스템이 고해상도의 성능으로 발전하면서 잔향음의 확률분포가 다양한 형태로 나타나 이에 대한 연구가 활발히 이루어 지고 있다. 본 연구에서는 2020년 7월, 동해 천해환경에서 수행된 양상태 소나의 잔향음을 분석하였다. 잔향음 센서 데이터는 Linear Frequency Modulated(LFM) 음원을 예인하는 연구선과 이로부터 1 km~ 5 km 떨어진 수평 선배열 수신기를 통해 수집되었으며 빔 형성 및 프리엠프 게인(Preamp-gain) 보상과정 등의 신호처리를 거친 후 Geo-plot을 비롯한 다양한 방법으로 분석되었다. 이를 통해 음원에서 산란체를 거쳐 수신기로 반향되는 각도가 잔향음의 분포에 지배적인 영향을 미친다는 점과 빔별로 잔향음 확률분포가 달라진다는 양상태 소나 잔향음의 특징을 확인할 수 있었다. 또한, 모멘트 추정 기법을 통해 샘플로부터 K 분포 및 레일리 분포의 모수 인자를 추정하였으며 Kolmogorov-Smirnov test(K-S test) 기법을 이용하여 유의수준 0.05에서 데이터가 어느 확률분포에 일치하는 지를 분석하였다. 결과적으로 잔향음이 레일리 확률분포를 따른다는 것을 관찰할 수 있었으며 이는 낮은 Reveration to Noise Ratio(RNR)의 영향임을 추정할 수 있었다.
댐과 같은 구조물의 설계시 큰 강우량에 내한 분포함수의 적합성을 놀일 필요가 있다. 이에 대해 Wang (1997a and b)은 큰 설계량에 내한 적합성을 놀이기 위해 LH 모멘트와 고차 PWM(higher Probability Weighted Moments)방법을 제안하였다. 따라서 본 연구에서는 우리나라의 자 지역별로 대표적인 4개 지점의 일 강우량 자료를 사용하여 제안된 고차 PWM 방법의 적용성을 살펴보았다. 그 과정으로 가장 낮은 차수인 일반적인 PWM 방법과 더 높은 차수의 PWM 방법을 이용하여, GEV(Generalized Extreme Value) 분포와 Gumbel 분포에 대한 매개변수를 추정한 후 이 추정치를 확률지에 실측치와 함께 도시하여 결과를 비교하였다. 그리고 PPCC(Probability Plot Correlation Coefficient) 적합도 검정결과를 통해 추정된 매개변수의 적합성을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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