• Title, Summary, Keyword: 민감도 해석

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Parametric Sensitivity Analysis Using Fourier Transformation (푸리에 변환을 이용한 파라미터 민감도 해석)

  • Baek, Moon-Yeal;Lee, Kyo-Seung
    • Journal of the Korea Society For Power System Engineering
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    • v.9 no.4
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    • pp.58-64
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    • 2005
  • 주파수 영역 민감도 해석법은 동적 시스템의 전달함수에 대한 설계 파라미터의 변화에 의한 효과를 파악하기 위해 사용되어 왔으며, 이때의 민감도 함수는 시스템 설계 파라미터에 대한 시스템 전달 함수의 편미분 값이다. 일반적으로 종래의 주파수 영역 민감도 해석은 직접 미분법이나 라플라스 변환이 사용되어 왔다. 라플라스 변환을 사용하는 경우에 시스템의 차수가 증가할수록 역행렬 조작은 매우 많은 시간을 필요로 하며 또한 어려운 작업이다. 본논문에서는 이러한 다점을 보완하기 위하여 푸리에변환을 이용한 민감도 기법을 제시하였다. 파라미터의 변화에 대한 진폭-주파수 특성의 민감도 해석을 간단한 2자유도 모델과 로터 다이나믹 시스템에 적용하였다.

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Formulations of Sensitivity Analyses for Topological Optimum Modelings (위상학적 최적구조 모델링을 위한 민감도해석의 공식화)

  • Lee, Dong-Kyu;Shin, Soo-Mi
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.12 no.6
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    • pp.241-248
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    • 2008
  • The objective of sensitivity analyses is to identify critical variables of structural models and how their variability impacts mechanical response results. The sensitivity analyses have been used as significant basis data for practical applications of measuring and reinforcing fragile building structures. This study presents several sensitivity analysis methods for topological optimum designs of linear elastostatic structural systems. Numerical examples for structural analyses and topological optimum modeling demonstrate the reliability of sensitivities formulated in the present study.

Design Sensitivity Analysis of Frequency Response Using Krylov Subspace Based Model Reduction (Krylov 부공간 축소기법을 이용한 주파수응답의 설계민감도 해석)

  • Han, Jeong-Sam
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • pp.131-134
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    • 2009
  • Krylov 부공간 모델차수축소법은 초기 유한요소모델과 축소모델의 전달함수의 계수인 모멘트를 일치시키는 방법을 이용하는 축소기법으로 이미 대형 유한요소모델의 주파수응답 해석의 효율적인 계산에 많이 사용되고 있는 방법 중의 하나이다. 본 논문에서는 Krylov 부공간 축소기법을 이용한 관심 주파수영역에 대한 주파수응답 해석 및 이를 통하여 계산된 주파수응답의 여러 가지 설계변수에 대한 설계민감도 해석방법을 제안하였다. 일반적으로 구조물의 주파수응답을 고려한 최적설계를 위해서는 설계변수에 대한 관심 주파수영역에서의 주파수응답 및 그의 민감도 정보가 요구되므로, 고려하는 유한요소모델이 대형일 경우에 관심 주파수영역에서의 반복적인 해석으로 인한 계산비용의 문제가 대두된다. 본 논문에서는 축소모델을 이용하여 주파수응답과 주파수응답의 설계민감도 해석을 수행하여 계산의 효율성을 극대화하였다. 민감도 계산에는 시간측면과 구현의 용이성 측면에서 장점이 있는 준해석적 방법을 이용하였다. 수치 예제를 통하여 축소기법을 이용한 주파수응답의 설계민감도 해석 결과를 유한차분법에 근거한 민감도 결과와 비교하였다. 본 논문에서 제안된 방법을 이용하는 경우, 주파수응답을 고려한 최적설계를 계산비용 측면에서 매우 효율적으로 수행할 수 있을 것이다.

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Determination of real-time monitoring places in water distribution system using unsteady analysis (상수관망에서 부정류 해석을 이용한 실시간 모니터링지점 선정)

  • Kwon, Hyuk-Jae
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • pp.472-476
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    • 2012
  • 부정류 해석프로그램을 이용하여 각 절점에서 갑작스런 유량의 변화가 일어났다고 가정하여 부정류 해석을 수행하였다. 각 절점에서 소요유량(demand)이 추가로 발생할 경우에 대해서 부정류 해석을 수행하였다. 추가 소요유량이 발생하였다는 것은 그 절점에서의 누수량으로 간주할 수 있으므로 실제 일어날 수 있는 누수에 대한 민감도 분석을 하여 센서의 설치지점을 선정한다면 보다 더 정확한 모니터링 지점선정이 될 것으로 판단된다. 다음과 같은 두 가지 방법을 통하여 모니터링 최적지점 선정방법을 비교하였다. 첫 번째는 한 절점에서 갑작스런 소요유량의 변화가 발생하면 그로인해 부정류가 발생한다. 이때 각 절점에서의 압력변위와 유량변화가 발생한 절점의 압력비를 합하고 절점의 수로 평균하여 민감도 분석을 수행한다. 특정 절점에서 유량변화로 발생한 압력의 변화가 다른 절점에 얼마나 영향을 미치는지에 대한 기여도를 부정류 해석결과를 이용하여 정량적으로 산정하는 방법이다. 특정 절점에서 유량의 변화가 생겼으므로 부정류해석 결과는 누수가 없을 때 최초 계산하였던 각 절점에서의 압력이 크게 유동하게 된다. 이때의 최고치와 최저치의 차는 압력변위이고 최초압력과의 비를 합산하고 절점의 수로 평균한 값을 비교하였다. 이렇게 계산된 값이 가장 큰 절점이 모니터링 지점으로 우선 선정된다. 두 번째 방법은 유량변화로 발생한 절점의 압력변위와 그 절점의 최초압력의 비를 산정하는 방법이며 부정류해석결과를 이용하였다. 한 절점에서 유량을 변화시키고 부정류로 인해 발생하는 압력변위와 최초압력의 비를 합산하고 절점수로 평균하여 민감도 분석을 수행한 것이다. 어느 절점의 압력변위와 최초압력의 비를 정량적으로 산정하여 민감도를 분석하고 비교하였다.

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Development of Analysis Model and Sensitivity Analysis for High-Power Hydraulic Drifter Design (고출력 유압 드리프터 설계를 위한 해석모델 개발 및 민감도 분석)

  • Noh, Dae-Kyung;Lee, Dae-Hee;Yun, Joo-Seop;Lee, Dong-Won
    • Journal of the Korea Society for Simulation
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    • v.27 no.2
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    • pp.11-24
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    • 2018
  • The purpose of the present study is to develop an analysis model to analyze the design parameter sensitivity of a high-power drifter suitable for implementation in Korean hydraulic drills. This study aims to establish a basis for the optimization of the impact performance and stability of a high-power drifter by investigating the effects of each design parameter on the impact performance via design parameter sensitivity analysis. To begin, an analysis model of drifter dynamics is developed, and the reliability of the analysis model is verified by comparing the analysis results to the experimental results. The drifter is then redesigned for compatibility with Korean hydraulic drills. Finally, design parameter sensitivity analysis of the redesigned drifter is conducted to determine the effects of the design parameters on the impact performance, and to extract the high-sensitivity parameters. SimulationX, which is multi-physics analysis software, is used to develop the analysis model, and EasyDesign is employed for design parameter sensitivity analysis.

섭동법을 이용한 구조 재설계 기법

  • 김종현;임채환
    • Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.31 no.1
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    • pp.22-25
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    • 1994
  • 종래의 재설계 방법으로는 시행착오 방법이 있다. (Fig. 1 참고). 이 방법은 설계자의 경험이나 직관 등에 의하여 설계를 변경한 후 다시 구조해석을 하여 재설계조건의 만족여부를 확인하는 방법이다. 이때 재설계조건을 만족하지 않을 경우 설계를 다시 바꾸고 구조해석으로 재설계조 건을 확인하여야 한다. 따라서 이 방법은 비효율적이고 설계조건에 쉽게 맞추기도 어렵다. 이러한 단점을 보완한 새로운 재설계방법으로 민감도 해석(Sensitivity Analysis)과 섭동법(Perturbation )에 의한 방법이 있다. 민감도 해석은 설계조건을 설계변수의 민감도로 나타내는 방법이고 섭동 법은 설계조건을 설계변수들의 함수로 나타내는 방법이다. 대형구조물의 구조해석과 구조설계 문제는 대부분 유한요소법에 의존한다. 따라서 이러한 대형구조물의 재설계 도구가 되기 위해서 쟤설계 프로그램은 유한요소해석 프로그램의 후처리 프로그램(Postprocessor)으로 개발되어야 한다. 이러한 전제조건 때문에 설계가 끝나고 유한요소해석을 행한 후 재설계를 하기 위해서 유한요소해석 모델을 사용하는 것이 바람직하다.

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Shape Design Sensitivity Analysis Using Isogeometric Approach (등기하 해석법을 이용한 설계 민감도 해석)

  • Ha, Seung-Hyun;Cho, Seon-Ho
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.20 no.3
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    • pp.339-345
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    • 2007
  • In this paper, a variational formulation for plane elasticity problems is derived based on an isogeometric approach. The isogeometric analysis is an emerging methodology such that the basis functions for response analysis are generated directly from NURBS (Non-Uniform Rational B-Splines) geometry. Furthermore, the solution space for the response analysis can be represented in terms of the same functions to represent the geometry, which enables to provide a precise construction method of finite element model to exactly represent geometry using B-spline base functions in CAD geometric modeling and analyze arbitrarily shaped structures without re-meshing. In this paper, a continuum-based adjoint sensitivity analysis method using the isogeometric approach is extensively derived for the plane elasticity problems. The conventional shape optimization using the finite element method has some difficulties in the parameterization of geometry In the isogeometric analysis, however, the geometric properties are already embedded in the B-spline basis functions and control points so that it has potential capability to overcome the aforementioned difficulties. Through some numerical examples, the developed isogeometric sensitivity analysis method is verified to show excellent agreement with finite difference sensitivity.

Study on Feasibility of Applying Function Approximation Moment Method to Achieve Reliability-Based Design Optimization (함수근사모멘트방법의 신뢰도 기반 최적설계에 적용 타당성에 대한 연구)

  • Huh, Jae-Sung;Kwak, Byung-Man
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.35 no.2
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    • pp.163-168
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    • 2011
  • Robust optimization or reliability-based design optimization are some of the methodologies that are employed to take into account the uncertainties of a system at the design stage. For applying such methodologies to solve industrial problems, accurate and efficient methods for estimating statistical moments and failure probability are required, and further, the results of sensitivity analysis, which is needed for searching direction during the optimization process, should also be accurate. The aim of this study is to employ the function approximation moment method into the sensitivity analysis formulation, which is expressed as an integral form, to verify the accuracy of the sensitivity results, and to solve a typical problem of reliability-based design optimization. These results are compared with those of other moment methods, and the feasibility of the function approximation moment method is verified. The sensitivity analysis formula with integral form is the efficient formulation for evaluating sensitivity because any additional function calculation is not needed provided the failure probability or statistical moments are calculated.

Sensitivity Analysis on the Lateral Behavior of Diagrid Structure (다이아그리드 구조 시스템의 횡적 거동에 대한 민감도 해석)

  • Ahn, Keun-Woo;Yang, Jae-Kwang;Park, Sung-Soo
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.19 no.3
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    • pp.73-82
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    • 2015
  • In evaluating lateral behavior on the seismic and wind load, the purpose of sensitivity analysis is to find critical variables and to identify characteristic response with variability of variables. The sensitivity analysis is very important in structural diagnosis, repair and reinforcement field. This study investigates the sensitivity by linear static analysis applying the TDA method in changing angles of diagrid braces on the same height structures. In case of mid rise model, under the seismic load, the brace member is determined as a major variable at $58^{\circ}$ but a high rise model, under the wind load, has the brace member as a major variable at $67.4^{\circ}$. In addition, location of critical sensitivity on the mid rise model is distributed over middle section, while it is distributed lower section on the high rise model.

Design Sensitivity Analysis and Optimization of Plane Arch Structures Using Variational Formulation (변분공식화를 이용한 2차원 아치 구조물의 설계민감도 해석 및 최적설계)

  • 최주호
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.14 no.2
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    • pp.159-171
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    • 2001
  • 평면 아치 구조물에 대해 선형 탄성 변분방정식에 기반을 둔 설계민감도 해석을 위한 일반적 이론을 개발하였다. 아치 구조물내의 임의 마디에 정의된 응력범함수를 고려하였고 이에 대한 설계민감도 공식을 유도하기 위해 전미분(material derivative) 개념과 보조(adjoint) 변수 방법을 도입하였다. 얻어진 민감도 공식은 구조해석 결과를 얻고 나면 이들로부터 단순 대수연산을 통해 계산이 되므로 적용이 간편할 뿐 아니라 해의 정확도가 높은 잇점이 있다. 본 방법은 아치의 형상을 매개변수를 통해 표현하므로 얕은 아치에 국한하지 않고 어떠한 형상도 고려가 가능하며, 나아가서 아치의 형상변화를 형상에 대해 수직뿐 아니라 접선방향도 포함하여 일반적으로 고려하므로 다양한 형상설계가 가능하다. 몇 가지 예제에서 민감도 계산을 수행함으로써 본 방법의 정확도와 효율성을 입증하였으며, 두 가지의 설계최적화 문제를 대상으로 실제로 두께 및 형상최적설계를 수행하였다.

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