• 제목/요약/키워드: sequential convergence structures

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Optimum design of shape and size of truss structures via a new approximation method

  • Ahmadvand, Hosein;Habibi, Alireza
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제76권6호
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    • pp.799-821
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    • 2020
  • The optimum design of truss structures is one of the significant categories in structural optimization that has widely been applied by researchers. In the present study, new mathematical programming called Consistent Approximation (CONAP) method is utilized for the simultaneous optimization of the size and shape of truss structures. The CONAP algorithm has already been introduced to optimize some structures and functions. In the CONAP algorithm, some important parameters are designed by employing design sensitivities to enhance the capability of the method and its consistency in various optimum design problems, especially structural optimization. The cross-sectional area of the bar elements and the nodal coordinates of the truss are assumed to be the size and shape design variables, respectively. The displacement, allowable stress and the Euler buckling stress are taken as the design constraints for the problem. In the proposed method, the primary optimization problem is replaced with a sequence of explicit sub-problems. Each sub-problem is efficiently solved using the sequential quadratic programming (SQP) algorithm. Several truss structures are designed by employing the CONAP method to illustrate the efficiency of the algorithm for simultaneous shape and size optimization. The optimal solutions are compared with some of the mathematical programming algorithms, the approximation methods and metaheuristic algorithms those reported in the literature. Results demonstrate that the accuracy of the optimization is improved and the convergence rate speeds up.

부분구조 추정법을 이용한 국부구조계수추정 (Estimation of Localized Structural Parameters Using Substructural Identification)

  • 윤정방;이형진
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 1996년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.119-126
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    • 1996
  • In this paper, a method of substructural identification is presented for the estimation of localized structural parameters. for this purpose, an auto-regressive and moving average with stochastic input (ARMAX) model is derived for the substructure to process the measurement data impaired by noises. The sequential prediction error method is used fer the estimation of unknown localized parameters. Using the substructural method, the number of unknown parameters can be reduced and the convergence and accuracy of estimation can be improved. For some substructures, the effect of the input excitation is expressed in terms of the responses at the inferences with the main structure, and substructural identification may be carried out without measuring the actual input excitation to the whole structure. Example analysis is carried out for idealized structural models of a multistory building and a truss bridge. The results indicate that the present method is effective and efficient for local damage estimation of complex structures.

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Comparison of various structural damage tracking techniques based on experimental data

  • Huang, Hongwei;Yang, Jann N.;Zhou, Li
    • Smart Structures and Systems
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    • 제6권9호
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    • pp.1057-1077
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    • 2010
  • An early detection of structural damages is critical for the decision making of repair and replacement maintenance in order to guarantee a specified structural reliability. Consequently, the structural damage detection, based on vibration data measured from the structural health monitoring (SHM) system, has received considerable attention recently. The traditional time-domain analysis techniques, such as the least square estimation (LSE) method and the extended Kalman filter (EKF) approach, require that all the external excitations (inputs) be available, which may not be the case for some SHM systems. Recently, these two approaches have been extended to cover the general case where some of the external excitations (inputs) are not measured, referred to as the adaptive LSE with unknown inputs (ALSE-UI) and the adaptive EKF with unknown inputs (AEKF-UI). Also, new analysis methods, referred to as the adaptive sequential non-linear least-square estimation with unknown inputs and unknown outputs (ASNLSE-UI-UO) and the adaptive quadratic sum-squares error with unknown inputs (AQSSE-UI), have been proposed for the damage tracking of structures when some of the acceleration responses are not measured and the external excitations are not available. In this paper, these newly proposed analysis methods will be compared in terms of accuracy, convergence and efficiency, for damage identification of structures based on experimental data obtained through a series of laboratory tests using a scaled 3-story building model with white noise excitations. The capability of the ALSE-UI, AEKF-UI, ASNLSE-UI-UO and AQSSE-UI approaches in tracking the structural damages will be demonstrated and compared.

융합 신제품 규제 시차 관리를 위한 정성적 접근의 중요성: '산업융합 신제품의 적합성 인증제도'를 중심으로 (The Importance of Qualitative Approach to Managing the Regulatory Lag of Convergence New Products: Focusing on the Certification of Compliance of New Products of Industrial Convergence)

  • 김형진
    • 정보화정책
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    • 제29권3호
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    • pp.26-47
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    • 2022
  • '산업융합 신제품의 적합성 인증제도' (적합성 인증제도)는 개별 법령상에 융합 신제품에 적합한 인증 기준이 아직 준비되지 않았을 때, 별도의 입법 없이도 산업융합 촉진법에서 정한 바에 따라 동일 효력의 인증을 부여할 수 있는 법적 인증제도이다. 적합성 인증제도는 다른 인증제도들과 달리 규제 시차로 인한 융합 신제품의 인증애로를 해소하는 특성이 있다. 그럼에도 적합성 인증제도를 규제 개선의 관점에서 세부적으로 분석한 연구는 드물었다. 본 연구는 규제 문제가 발생 후 해소되기까지의 과정에 적합성 인증의 단계들을 순차적으로 매칭하여, 융합 신제품의 규제 시차가 적합성 인증의 절차를 통해 어떻게 감소되는지를 설명하였다. 나아가, 규제 시차 관리에 대한 관점을 정량적 측면과 정성적 측면으로 나누고, 규제 시차 감소를 위한 적합성 인증제도의 정량적·정성적 체계를 인증 절차의 각 단계별로 분석하였다. 이를 통해 본 연구는 적합성 인증제도가 융합 신제품의 규제 시차 문제를 해소할 수 있는 이유는 인증 절차별 법적 기한과 같은, 제도의 구조적 설계사항(정량적 측면) 뿐만 아니라, 개별 절차의 품질 확보를 위한 정성적 체계들을 갖추고 있기 때문임을 강조하였다.

Lattice Filter 이용한 선형 AR 모델의 스펙트럼 분석기법에 의한 동특성 해석 (An Identification of Dynamic Characteristics by Spectral Analysis Technique of Linear Autoregressive Model Using Lattice Filter)

  • 이태연;신준;오재응
    • 한국안전학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.71-79
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    • 1992
  • This paper presents a least-square algorithms of lattice structures and their use for adaptive prediction of time series generated from the dynamic system. As the view point of adaptive prediction, a new method of Identification of dynamic characteristics by means of estimating the parameters of linear auto regressive model is proposed. The fast convergence of adaptive lattice algorithms is seen to be due to the orthogonalization and decoupling properties of the lattice. The superiority of the least-square lattice is verified by computer simulation, then predictor coefficients are computed from the linear sequential time data. For the application to the dynamic characteristic analysis of unknown system, the transfer function of ideal system represented in frquency domain and the estimated one obtained by predicted coefficients are compared. Using the proposed method, the damping ratio and the natural frequency of a dynamic structure subjected to random excitations can be estimated. It is expected that this method will be widely applicable to other technical dynamic problem in which estimation of damping ratio and fundamental vibration modes are required.

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분산 시뮬레이티드 어닐링을 이용한 복합 재료 재단 (Composite Stock Cutting using Distributed Simulated Annealing)

  • 홍철의
    • 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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    • 제29권1_2호
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    • pp.20-29
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    • 2002
  • 복합 재료로 구성된 원판으로부터 여러 가지 패턴을 버려지는 부분이 최소화되게 배치시킨 후 절단하는 문제를 복합 재료 재단 문제라 부른다. 본 논문은 목적 함수의 비용 오류를 감내하는 영역 분할 분산 시뮬레이티드 어닐링 알고리즘을 MPI 환경하에서 복합 재료 재단 문제에 적용한다. 비용 오류 감내기법은 최적해 접근 특성을 유지하기 위하여 스트림 길이를 동적으로 변화하며 상태변환을 비동기적으로 수행한다. 또한 복합 재료 재단 도구 개발을 위한 여러 가지 모양을 가진 패턴의 정보 및 친화도 생성, 목적함수, 상태변환 방법, 어닐링 스케줄 및 이를 위한 효율적인 자료 구조에 대하여 정의한다. 배치될 패턴은 정형이나 convex 다각형으로 제한되어 있지 않고 어떠한 모양도 가능하며 원판은 복합 재료의 성격상 2 또는 4 방향으로 고정되어 있다.

부분구조추정법을 이용한 대형구조물의 효율적인 구조안전도 모니터링 (Efficient Structral Safety Monitoring of Large Structures Using Substructural Identification)

  • 윤정방;이형진
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제1권2호
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    • pp.1-15
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    • 1997
  • 본 논문에서는 대형구조물에서 구조물의 안전성 평가와 관련하여 구조물이 국부손상도를 추정하기 위한 효율적인 부분구조추정(Substructural Identification) 기법에 대하여 연구하였다. 먼저, 부분구조 추정법을 위한 모형식을 설정하기 위하여 운동방정식으로부터 부분구조에 대한 계측오차를 처리하기 위한 모형을 포함한 추계론적 자동회귀-이동평균(ARAMX) 모형식을 유도하였다. 추정된 모형식의 계수는 유도된 관계식을 이용하면, 구조손상 평가에 이용될 수 있는 강성행렬로 환산될 수 있다. 본 논문에서 유도된 부분구조 추정법의 가장 큰 장점은 매우 안정되고 정확도가 우수한 구조추정법인 ARMAX 모형식에 기반한 순차적 예측오차 방법을 사용함으로써 다른 방법에 비해 추정의 안정성 및 정확도가 뛰어나다는 것이다. 다음으로는 개발된 부분구조 추정법을 이용하여 구조 손상도 추정이 수행되었다. 손상도 추정을 위하여 앞서 순차적 예측오차 방법을 이용하여 추정된 구조계 현상태의 강성행렬을 바탕으로, 최소지승법을 이용하여 구하는 간접법이 제시되었다. 제시된 방법들의 검증을 위하여 예제해석이 수행되었다. 트러스 및 연속교 모형 그리고 실험적 예제에 적용하여 구조의 강성행렬 및 감쇠행렬을 추정하였다. 이를 바탕으로 손상도 추정방법이 검증되었다. 해석결과로부터, 개발된 방법이 효율적이고 정확도 및 안정성의 측면에서 우수한 성질이 있음을 확인할 수 있다.

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