• 제목/요약/키워드: stability estimation equation

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Sparsity-constrained Extended Kalman Filter concept for damage localization and identification in mechanical structures

  • Ginsberg, Daniel;Fritzen, Claus-Peter;Loffeld, Otmar
    • Smart Structures and Systems
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    • 제21권6호
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    • pp.741-749
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    • 2018
  • Structural health monitoring (SHM) systems are necessary to achieve smart predictive maintenance and repair planning as well as they lead to a safe operation of mechanical structures. In the context of vibration-based SHM the measured structural responses are employed to draw conclusions about the structural integrity. This usually leads to a mathematically illposed inverse problem which needs regularization. The restriction of the solution set of this inverse problem by using prior information about the damage properties is advisable to obtain meaningful solutions. Compared to the undamaged state typically only a few local stiffness changes occur while the other areas remain unchanged. This change can be described by a sparse damage parameter vector. Such a sparse vector can be identified by employing $L_1$-regularization techniques. This paper presents a novel framework for damage parameter identification by combining sparse solution techniques with an Extended Kalman Filter. In order to ensure sparsity of the damage parameter vector the measurement equation is expanded by an additional nonlinear $L_1$-minimizing observation. This fictive measurement equation accomplishes stability of the Extended Kalman Filter and leads to a sparse estimation. For verification, a proof-of-concept example on a quadratic aluminum plate is presented.

Diffusion coefficient estimation of Si vapor infiltration into porous graphite

  • Park, Jang-Sick
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.190.1-190.1
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    • 2015
  • Graphite has excellent mechanical and physical properties. It is known to advanced materials and is used to materials for molds, thermal treatment of furnace, sinter of diamond and cemented carbide tool etc. SiC materials are coated on the surface and holes of graphite to protect particles emitted from porous graphite with 5%~20% porosity and make graphite hard surface. SiC materials have high durability and thermal stability. Thermal CVD method is widely used to manufacture SiC thin films but high cost of machine investment and production are required. SiC thin films manufactured by Si reaction liquid and vapore with carbon are effective because of low cost of machine and production. SiC thin films made by vapor silicon infiltration into porous graphite can be obtained for shorter time than liquid silicon. Si materials are evaporated to the graphite surface in about $10^{-2}$ torr and high temperature. Si materials are melted in $1410^{\circ}C$. Si vapor is infiltrated into the surface hole of porous graphite and $Si_xC_y$ compound is made. $Si_x$ component is proportional to the Si vapor concentration. Si diffusion coefficient is estimated from quadratic equation obtained by Fick's second law. The steady stae is assumed. Si concentration variation for the depth from graphite surface is fitted to quadratic equation. Diffusion coefficient of Si vapor is estimated at about $10^{-8}cm^2s^{-1}$.

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Basel III 관련 수협은행의 위험가중자산 추정모형에 관한 실증연구 (An Empirical Study on Estimation model of Suhyup Bank's Risk-Weighted Assets, related Basel III)

  • 최계정;김병호
    • 수산경영론집
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    • 제47권1호
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    • pp.87-100
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    • 2016
  • Suhyup Bank became to be subject to regulation of capital ratio by Basel III which was introduced in order to enhance stability of the financial institution. Accordingly, Suhyup Bank will require recapitalization. It is important to estimate the risk-weighted assets in calculating of Suhyup Bank's recapitalization scale. Therefor, this study aimed to present a scientific model as estimated the risk-weighted assets. Risk-weighted assets are calculated by applying different risk weights for loans, may have a certain relationship with the loans. Results show that the risk-weighted assets is affected by the previous year's risk-weighted assets and influenced the increase in loans during the year. Since the required basic capital adequacy ratio was specified, the risk-weighted assets should be predicted reasonably. Accordingly, on this study it was tried to derive the accounting equation to predict the risk-weighted assets based on management data of a bank since introduction of Basel III. As the risk-weighted assets were weighted differently according to the type of loans, if the accounting equation is derived by using the type of loans, then it would be helpful for the risk management of banks in the long-term. According to this, the increase of loan would be predicted on the basis of past management performance of Suhyup Bank, and for this reason, the future risk-weighted assets of Suhyup Bank were predicted. The result of this study was showed that 98.3% of risk-weighted assets of the previous year, 62.4% of the secured loan changes and 95.1% of the credit loan changes affected risk-weighted assets.

X-Y 수치모형에 의한 하구의 염도확산 분석 (Analysis of Salinity Dispersion in Estuaries by an X-Y Numerical Model)

  • 강주환;이길성
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제3권4호
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    • pp.197-208
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    • 1991
  • 좌표변환된 깊이방향 평균 X-Y 수치모형을 수립하여 하구에서 염도확산을 분석하였다. 조간대의 수치적 모의, 잔차류, 폐경계조건 등이 검토되었으며, 특히 지배방정식 중 확산항의 처리에 시간분할방법(fractional step method)을 이용하여 수치해의 안정성 및 간편성을 도모하였다. 개발된 모형을 금강하구에 실제 적용하여 유속장과 염도장을 만족스럽게 재현시켰으며 유속장에 따른 확산계수산정에 대해서도 연구하였다.

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폭발압접에 대한 갱도의 안정성 분석 (Stability Analysis of Mine Drift for Explosive Welding)

  • 양형식;장명환;장형두
    • 화약ㆍ발파
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    • 제28권1호
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    • pp.55-62
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    • 2010
  • 광산의 채광장 활용을 위해 갱도 내에서 폭발압접이 계획되었다. 폭발압접의 입사압력에 의해 영향을 받을 것으로 예상되는 갱도의 천단부와 주변 광주의 안정성 분석 실시하였다. 폭풍압의 예측은 일반식, CONWEP 및 DDESB의 식을 이용하였다. 분석결과 폭발압접이 지속적으로 이뤄진다면 광산 채굴적에 상당한 영향을 줄 수 있을 것으로 판단되었다.

ERROR ESTIMATES FOR THE FULLY DISCRETE STABILIZED GAUGE-UZAWA METHOD -PART I: THE NAVIER-STOKES EQUATIONS

  • Pyo, Jae-Hong
    • Korean Journal of Mathematics
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    • 제21권2호
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    • pp.125-150
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    • 2013
  • The stabilized Gauge-Uzawa method (SGUM), which is a second order projection type algorithm to solve the time-dependent Navier-Stokes equations, has been newly constructed in 2013 Pyo's paper. The accuracy of SGUM has been proved only for time discrete scheme in the same paper, but it is crucial to study for fully discrete scheme, because the numerical errors depend on discretizations for both space and time, and because discrete spaces between velocity and pressure can not be chosen arbitrary. In this paper, we find out properties of the fully discrete SGUM and estimate its errors and stability to solve the evolution Navier-Stokes equations. The main difficulty in this estimation arises from losing some cancellation laws due to failing divergence free condition of the discrete velocity function. This result will be extended to Boussinesq equations in the continuous research (part II) and is essential in the study of part II.

하계해석을 이용한 수직방향 지진계수 영향에 따른 비탈면의 안정성 평가 연구 (A Study on the Estimation of Slope Stability under the Influence of the Vertical Direction Seismic Coefficient Using Lower Bound Analysis)

  • 최상호;김종민;김용수
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제28권12호
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    • pp.123-131
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    • 2012
  • 최근에 발생한 아이티지진, 칠레지진의 지진파 기록에서 일반적으로 비탈면 안정해석에서 무시되었던 수직방향 지진가속도 성분이 크게 나타났다. 특히, 수직방향 지진성분은 진원이 내륙에 위치한 경우 더욱 뚜렷하게 나타난다. 그러므로 설계에 수직방향 지진성분을 고려하지 않은 지반 구조물들은 많은 인명과 재산 피해를 가져올 수 있다. 따라서, 본 연구는 지진계수비에 따른 수평방향 항복지진계수의 하계해를 산정하였고, 비탈면 안정성에 미치는 영향을 평가하였다. 또한, 한계상태 수직방향 지진계수의 방향(상향, 하향)을 결정할 수 있는 관계식을 제안하였다.

유동층 코팅 처리한 Ascorbic acid의 흡습특성 및 저장기간 예측 (Shelf-life Estimation and Sorption Characteristics of Coated Ascorbic Acid by Fluidized Bed Coating)

  • 박수정;윤광섭
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.332-339
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    • 2008
  • 가공이나 저장 중 쉽게 산화하는 특성을 갖는 ascorbic acid의 안정성을 확보하기 위해 Zein-DP와 HPMC-FCC를 코팅제로 유동층 코팅을 실시하여 ascorbic acid의 저장기간을 예측하고자 하였다. 단분자층 수분함량은 BET식보다 GAB식이 높은 유의성을 나타내었으며, 등온흡습곡선은 ascorbic acid 분말을 제외한 유동층 코팅된 분말의 경우 sigmoid 형태를 나타내었다. 등온흡습곡선의 적합도는 Halsey, Caurie, Oswin Kuhn 모델이 높은 적합도를 보였다. 평형상대습도 예측모델식은 시간과 수분활성도를 변수로 하여 모델식을 수립할 수 있었다 유동층 코팅분말한 ascorbic acid의 DPPH 소거능 변화를 품질지표로 하여 온도와 저장기간에 따른 품질변화 특성을 알아본 결과, DPPH 소거능은 온도가 높을수록 더 큰 영향을 받고 저장기간이 길어질수록 감소하는 경향을 나타내었다. 저장말기에서는 ascorbic acid의 소거능이 유동층 코팅한 분말보다 더 빠르게 감소되는 것으로 보아 유동층 코팅으로 품질 변화를 막을수 있음을 확인하였다. 1차 반응속도식에 따라 반응속도상수를 구하여 10, 20, 30, 50 및 $70^{\circ}C$에서의 반응속도상수를 예측한 결과 온도가 높을수록 높은 반응속도상수를 가져 품질변화가 빠르게 진행되는 것을 알 수 있었다. DPPH 소거능이 50%를 유지하는 저장기간을 예측한 결과 Zein-DP로 코팅한 경우 $20^{\circ}C$에서 45.83일, $10^{\circ}C$에서 63.19일이었고, HPMC-FCC로 코팅한 경우 $20^{\circ}C$에서 28.84일, $10^{\circ}C$에서 36.14일로서, 코팅하지 않은 ascorbic acid보다 저장기간이 연장됨을 확인하였으며 Zein-DP로 코팅한 분말의 경우가 저장기간이 가장 연장될 수 있는 것으로 나타났다.

침투해석을 고려한 비탈면 설계에 대한 연구 (A Study on Soil Slope Stability Design Considering Seepage Analysis)

  • 김유성;김재홍;이진광;김성수
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제29권1호
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    • pp.135-147
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    • 2013
  • 대부분 사면파괴는 장마기간의 집중호우로 인해 발생하고 있다. 일정시간 강우가 지속되면, 지반의 함수비가 증가되고 모관흡수력이 감소되기 때문에 사면의 안전율은 저하된다. 지하수위 변화로 해석되는 안전율 설계기준은 실제 사면에서 일어나는 현상들을 설명하기에 부족함이 많이 있기 때문에 사면의 관리, 설계, 그리고 시공하는 문제에 있어서 불포화지반의 침투거동을 정확히 예측하여 사면의 불안정성을 평가하는 것이 요구된다. 일반적으로 강우에 의해 사면전체가 포화되는 것이 아니라 강우시간이 지속됨에 따라 얕은 깊이부터 포화되고, 모관흡수력은 급격히 감소한다. 이 상태가 지속되면 지반의 강도가 감소하여 대부분 얕은 파괴 또는 표층파괴 형태로 사면붕괴가 시작된다. 본 논문에서는 전통적인 사면의 건기와 우기시 사면안정해석과 불포화지반의 침투해석을 연계한 사면안정해석을 이론식과 수치해석의 검증을 통하여 포화토와 불포화토의 차이점을 실제 현장사면에 적용하여 비교분석하였다.

Unscented Kalman Filtering for Spacecraft Attitude and Rate Determination Using Magnetometer

  • Kim, Sung-Woo;Park, Sang-Young;Abdelrahman, Mohammad;Choi, Kyu-Hong
    • 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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    • 한국우주과학회 2008년도 한국우주과학회보 제17권2호
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    • pp.36.1-36.1
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    • 2008
  • An Unscented Kalman Filter(UKF) for estimation of attitude and rate of a spacecraft using only magnetometer vector measurement is presented. The dynamics used in the filter is nonlinear rotational equation which is augmented by the quaternion kinematics to construct a process model. The filter is designed for low Earth orbit satellite, so the disturbance torques include gravity-gradient torque, magnetic disturbance torque, and aerodynamic drag. The magnetometer measurements are simulated based on time-varying position of the spacecraft. The filter has been tested not only in the standby mode but also in the detumbling mode. To stabilize the attitude, linear PD controller is applied and the actuator is assumed to be thruster. A Monte-Carlo simulation has been done to guarantee the stability of the filter performance to the various initial conditions. The UKF performance is compared to that of EKF and it reveals that UKF outperforms EKF.

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