• 제목/요약/키워드: sensitivity element

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확률유한요소해석에 의한 사장교의 민감도 분석 및 안전성 평가 (The Sensitivity Analysis and Safety Evaluations of Cable Stayed Bridges Based on Probabilistic Finite Element Method)

  • 한성호;조태준;방명석
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제11권1호
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    • pp.141-152
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    • 2007
  • 극한하중을 견딜 수 있도록 설계된 구조물이라도 내재된 확률변수의 불확실성 때문에 구조물의 응답특성을 평가하는데 있어서 기존의 결정론적 방법에 비해 확률유한요소법을 이용하는 것이 보다 합리적일 것이다. 따라서 본 연구에서는 실제 시공된 사장교를 대상으로 확률변수가 교량의 안전성에 미치는 영향을 정량적으로 평가하기 위해 민감도 분석을 수행하였다. 초기형상해석을 수행한 후, 확률유한요소해석 및 민감도 분석과정의 효율성을 위해 섭동법을 이용하여 해석프로그램을 개발하였다. 개발된 해석프로그램의 정확성은 몬테카르로 시뮬레이션 방법에 의한 해석프로그램을 개발하여 검증하였다. 각각의 확률변수의 변동계수에 따른 대상 사장교의 응답에 대한 민감도 분석을 수행한 결과, 외부하중에 의한 영향이 지배적인 것을 확인할 수 있었다. 부재강성 및 케이블의 긴장력 등도 부재에 따라 큰 영향을 나타내므로, 구조물 설계 시 개발된 프로그램이 안전성 확보에 기여할 것으로 판단된다.

등기하 해석법을 이용한 형상 최적설계 (Shape Design Optimization Using Isogeometric Analysis)

  • 하승현;조선호
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제21권3호
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    • pp.233-238
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    • 2008
  • 본 논문에서는 등기하 해석법을 이용하여 선형 탄성문제에 대한 형상 최적설계 기법을 개발하였다. 실용적인 공학문제에 대한 많은 최적설계 문제에서는 초기의 데이터가 CAD 모델로부터 주어지는 경우가 많다. 그러나 대부분의 설계 최적화 도구들은 유한요소법에 기초하고 있기 때문에 설계자는 이에 앞서 CAD 데이터를 유한요소 데이터로 변환해야 한다. 이 변환과정에서 기하 모델의 근사화에 따른 수치적 오류가 발생하게 되고, 이는 응답 해석뿐만 아니라 설계민감도 해석에 있어서도 정확도 문제를 발생시킨다. 이러한 점에서 등기하 해석법은 형상 최적설계에 있어서 유망한 방법론 중 하나가 될 수 있다. 등기하 해석법의 핵심은 해석에 사용되는 기저 함수와 기하 모델을 구성하는 함수가 정확히 일치한다는 것이다. 이러한 기하학적으로 정확한 모델은 설계민감도 해석 및 형상 최적설계에 있어서도 사용된다. 이로 인해 높은 정확도의 설계민감도를 얻을 수 있으며, 이는 설계구배 기반의 최적화에 있어서 매우 중요하게 작용한다. 수치 예제를 통하여 본 논문에서 제시된 등기하 해석 기반의 형상 최적설계 방법론이 타당함을 확인하였다.

유리선량계 특성평가 및 판독 보정인자에 대한 불확도 평가 (Evaluation of RPL Glass Dosimeter Characteristics and Uncertainty Evaluation of Reading Correction Factors)

  • 목성윤;강영록;김효진;계용욱;안현
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제46권3호
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    • pp.219-229
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    • 2023
  • In this study, basic characteristics such as reproducibility, linearity, and directionality of RPL glass dosimeters were evaluated to improve the reliability of dose evaluation through RPL glass dosimeters, and uncertainty elements such as sensitivity by glass element and magazine slot sensitivity were evaluated. Using a mathematical model to calibrate the measured values of the RPL glass dosimeter, the measurement uncertainty was calculated assuming an example. As a result of the characteristic evaluation, the RPL glass dosimeter showed excellent performance with a standard deviation of ±1% (1 SD) for the reproducibility of the reading process, a coefficient of determination for linearity of 0.99997. And the read-out of the RPL glass dosimeter are affected by the circular rotation direction of the glass dosimeter during irradiation, fading according to the period after irradiation, the number of laser pulses of the reader, and response degradation due to repeated reading, it is judged that measurement uncertainty can be reduced by irradiation and reading in consideration of these factors. In addition, it was confirmed that the dose should be determined by calculating the correction factors for the sensitivity of each element and, the sensitivity of each reading magazine slot. It is believed that the reliability of dosimetry using glass dosimeters can be improved by using a mathematical model for correction of glass dosimeter readings and calculating measurement uncertainty.

비압축성 물체의 수치해 안정화 기법 (A Pressure Stabilization Technique for Incompressible Materials)

  • Lee, Sang-Ho;Kim, Sang-Hyo
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 1995년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.153-160
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    • 1995
  • Mixed finite element formulations for incompressible materials show pressure oscillations or pressure modes in four-node quadrilateral elements. The criterion for the stability in the pressure solution is the so-called Babufka-Brezzi stability condition, and the four-node elements based on mixed variational principles do not appear to satisfy this condition. In this study, a pressure continuity residual based on the pressure discontinuity at element edges is used to study the stabilization of pressure solutions in bilinear displacement-constant pressure four-node quadrilateral elements. It is shown that the pressure solutions, although stable, exhibit sensitivity to the stabilization parameters.

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철근콘크리트 골조 비선형해석의 새로운 기법 (New Approach for Nonlinear Analysis of Reinforced Concrete Frames)

  • 김진근;이태규;양주경
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 1992년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.47-52
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    • 1992
  • The entire nonlinear behavior of reinforced concrete frames up to collapse, is analyzed by the displacement control method and the combined layered and nonlayered method. All of the rigidities of section are calculated approximately by a sum over all the layers for the layered method, are used the integral values over the cross section area for the nonlayered method. The spurious sensitivity to the chosen element size in the result of analysis by finite element method for the materials with strain-softening can be overcome by modifying the strain distribution based on the concept of fracture energy at plastic hinge considering the applied axial load.

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THE SENSITIVITY OF STRUCTURAL RESPONSE USING FINITE ELEMENTS IN TIME

  • Park, Sungho;Kim, Seung-Jo
    • Journal of Theoretical and Applied Mechanics
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    • 제3권1호
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    • pp.66-80
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    • 2002
  • The bilinear formulation proposed earlier by Peters and Izadpanah to develop finite elements in time to solve undamped linear systems, Is extended (and found to be readily amenable) to develop time finite elements to obtain transient responses of both linear and nonlinear, and damped and undamped systems. The formulation Is used in the h-, p- and hp-versions. The resulting linear and nonlinear algebraic equations are differentiated to obtain the first- and second-order sensitivities of the transient response with respect to various system parameters. The present developments were tested on a series of linear and nonlinear examples and were found to yield, when compared with results obtained using other methods, excellent results for both the transient response and Its sensitivity to system parameters. Mostly. the results were obtained using the Legendre polynomials as basis functions, though. in some cases other orthogonal polynomials namely. the Hermite. the Chebyshev, and integrated Legendre polynomials were also employed (but to no great advantage). A key advantage of the time finite element method, and the one often overlooked in its past applications, is the ease In which the sensitivity of the transient response with respect to various system parameters can be obtained. The results of sensitivity analysis can be used for approximate schemes for efficient solution of design optimization problems. Also. the results can be applied to gradient-based parameter identification schemes.

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Air cavity가 맨드릴형 광-음향센서의 감도특성에 미치는 영향 (Influences of Air Cavity on the Sensitivity of a Mandrel Type fiber Optic Acoustic Sensor)

  • 임종인;노용래
    • 한국음향학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.3-7
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    • 2000
  • 본 논문은 air cavity가 삽입된 중공 층상복합체 맨드릴형 광-음향센서의 감도특성에 관한 것이다. 유한요소법으로 air cavity의 두께, 포밍(foaming)층의 두께 및 맨드릴의 내경/외경비 등의 형상변수에 따른 광-음향센서의 감도특성을 분석하였다. 그 결과, 두꺼운 air cavity 및 얇은 포밍층이 설치되고, 상대적으로 높은 내경/외경 비를 갖는 맨드릴을 사용하는 것이 음향감도의 향상을 위하여 바람직하다. Air cavity를 삽입한 중공 층상복합체 맨드릴을 사용할 경우, 음향감도는 air cavity가 없는 중공 층상복합체 맨드릴형 센서에 비해 약 0.8dB 정도 향상되는 것으로 나타났다.

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정탄성학 문제에서 경계 기반 형상설계 민감도 해석 (Boundary-Based Shape Design Sensitivity Analysis of Elastostatics Problems)

  • 원준호;최주호
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제30권2호
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    • pp.149-156
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    • 2006
  • A boundary-based design sensitivity analysis(DSA) technique is proposed for addressing shape optimization issues in the elastostatics problems. Sensitivity formula is derived based on the continuum formulation in a boundary integral form, which consists of the boundary solutions and shape variation vectors. Though the boundary element method(BEM) has been mainly used to obtain the boundary solution, the FEM is used in this paper because this is much more popular, and has greatly improved meshing and computing power recently. The advantage of the boundary DSA is that the shape variation vectors, which are also known as design velocity fields, are needed only on the boundary. Then, the step for determining the design velocity field over the whole domain, which was necessary in the domain-based DSA, is eliminated, making the process easy to implement and efficient. Problem of fillet design is chosen to illustrate the efficiency of the proposed method. Accuracy of the sensitivity is good with this method even by employing the free mesh for the FE analysis.

비선형(非線型) 구조(構造)의 설계민감도(設計敏感度) 해석법(解析法) (Methods of Nonlinear Structural Design Sensitivity Analysis)

  • 유연선
    • 대한토목학회논문집
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    • 제7권4호
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    • pp.13-20
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    • 1987
  • 본(本) 연구(硏究)에서는 비선형(非線型) 구조(構造)의 설계민감도(設計敏感度) 해석법(解釋法)을 비선형(非線型) 유한요소(有限要素) 구조해석법(構造解析法)에 대응(對應)하여 개발(開發)하고 이들을 수치예(數値例)를 통(通)하여 평가(評價)하였다. 비선형(非線型) 구조해석법(構造解析法)과 설계민감도(設計敏感度) 해석법(解析法)은 밀접한 관계(關係)를 가지므로, 시칸트강도(剛度)를 이용(利用)한 직접분해법(直接分解法) 및 반복해법(反復解法)과 탄젠트강도(剛度)의 직접사용법(直接使用法)을 유도(誘導) 제시(提示)하였다. 이론적(理論的) 고찰(考察) 및 수치예(數値例)로부터, 구조해석(構造解析) 및 설계민감도해석(設計敏感度解釋)의 연반과정(連攀過程)에서 탄젠트강도법(剛度法)의 효율성(効率性)을 확인(確認)하였다.

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Simultaneous identification of moving loads and structural damage by adjoint variable

  • Abbasnia, Reza;Mirzaee, Akbar;Shayanfar, Mohsenali
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제56권5호
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    • pp.871-897
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    • 2015
  • This paper presents a novel method based on sensitivity of structural response for identifying both the system parameters and input excitation force of a bridge. This method, referred to as "Adjoint Variable Method", is a sensitivity-based finite element model updating method. The computational cost of sensitivity analyses is the main concern associated with damage detection by these methods. The main advantage of proposed method is inclusion of an analytical method to augment the accuracy and speed of the solution. The reliable performance of the method to precisely indentify the location and intensity of all types of predetermined single, multiple and random damages over the whole domain of moving vehicle speed is shown. A comparison study is also carried out to demonstrate the relative effectiveness and upgraded performance of the proposed method in comparison to the similar ordinary sensitivity analysis methods. Moreover, various sources of error including the effects of noise and primary errors on the numerical stability of the proposed method are discussed.