• 제목/요약/키워드: 매개변수

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선형 시변 시스템의 안정도 영역 (A stability region of linear time-varying systems)

  • 최종호;장태정
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • pp.130-134
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    • 1987
  • 이 논문에서는 매개변수(parameter)들이 시간에 따라 변하는 선형 시변 시스템(linear time-varying system)에서 시스템의 안정도(stability)를 보장할 수 있는 매개변수들의 변동영역(perturbation region of parameters)에 대한 충분조건을 시간영역에서 Lyapunov 방법을 사용하여 구하였다. 그리고 이 충분조건을 만족하는 매개변수 변동영역을 비선형 계획법(nonlinear programing)을 이용하여 구하는 방법을 제시하였다. 시뮬레이션 결과 이 방법으로 지금까지 이루어져 왔던 다른 연구 결과들보다 더 넓고 다양한 매개변수 변동영역을 구할 수 있었다.

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Tank 모형의 기저유출 매개변수 산정에 관한 연구 (A Study on Baseflow Parameters Estimation of Tank Model)

  • 구보영;정일원;배덕효
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • pp.1970-1974
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    • 2006
  • Tank 모형은 유역을 임의의 저류탱크로 가정하여, 유출공의 높이를 초과하는 저류고를 방출함으로써 유출량을 모의한다. 유출분석의 목적에 따라 직렬 3단 혹은 4단의 탱크로 구성하여 적용하는 것이 일반적인데, 국내의 일 단위 장기유출분석 연구에서는 직렬 4단 Tank 모형이 널리 활용되고 있다. 이러한 Tank 모형은 유역의 강우-유출관계를 모의하는 과정에 black box적인 특성을 지니고 있다. 그러나 각 저류탱크와 관련된 매개변수를 최적화하기 위해서는 매개변수들의 물리적인 의미를 이해하여야 한다. 이런 점을 고려하여 일본의 Sugawara는 경험적으로 매개변수들이 결정되는 범위를 제시한 바 있다. 그러나 기저유출을 모의하는 Tank 모형의 최하단 탱크에서 이러한 매개변수 범위에서는 적합한 값을 갖으나 장기적인 모의시에 저류고 및 유출고가 계속 증가하여 물리적인 유출특성을 반영하지 못하는 문제점이 나타났다. 따라서 본 연구에서는 이러한 문제점의 원인을 분석하기 위해 장기간의 자료가 구축된 소양강댐을 적용 유역으로 선정하여 최하단탱크의 유출공계수의 변화에 따른 유출량과 저류고의 변화를 살펴보았다. 분석결과 매개변수가 $0.0001{\sim}0.001$의 범위에서 장기간의 지속적인 저류고와 유출량의 증가가 나타났다. 그리고 유출공계수가 증가함에 따라 최대저류고는 감소하고, 저류고가 증가하는 지속기간이 짧아지는 것으로 나타났다. 그러나 통계치 변화분석에서는 상관계수, 평균제곱근오차, 모형효율성계수에서 거의 변화가 없는 것으로 나타났으며, 유출용적오차에서도 최대 약 6% 정도 유출용적이 변화하는 것으로 나타났다.mber)과 동일한 위치의 수온자료를 기초로 회귀분석을 실시함으로써 수온추출 알고리즘을 도출하여, 분석데이터의 신뢰도를 검증하였으며, 수온, 클로로필, 투명도 등을 위성원격탐사 자료와 GIS를 이용하여 공간분석을 실시하고, 공간분포도를 작성함으로써 대상해역의 해양환경을 파악하였다. 본 연구결과, 분석된 위성자료가 현장조사에 의한 검증이 이루어지지 않을 경우, 영상자료분석을 통한 표층수온 추출은 대기 중의 수증기와 에어로졸에 의한 계산치의 오차가 반영되기 때문에 실측치 보다 낮게 평가 될 수 있으므로, 반드시 이에 대한 검증이 필요함을 알 수 있었다. 현지관측에 비해 막대한 비용과 시간을 절약할 수 있는 위성영상해석방법을 이용한 방법은 해양수질파악이 가능할 것으로 판단되며, GIS를 이용하여 다양하고 복잡한 자료를 데이터베이스화함으로써 가시화하고, 이를 기초로 공간분석을 실시함으로써 환경요소별 공간분포에 대한 파악을 통해 수치모형실험을 이용한 각종 환경영향의 평가 및 예측을 위한 기초자료로 이용이 가능할 것으로 사료된다.염총량관리 기본계획 시 구축된 모형 매개변수를 바탕으로 분석을 수행하였다. 일차오차분석을 이용하여 수리매개변수와 수질매개변수의 수질항목별 상대적 기여도를 파악해 본 결과, 수리매개변수는 DO, BOD, 유기질소, 유기인 모든 항목에 일정 정도의 상대적 기여도를 가지고 있는 것을 알 수 있었다. 이로부터 수질 모형의 적용 시 수리 매개변수 또한 수질 매개변수의 추정 시와 같이 보다 세심한 주의를 기울여 추정할 필요가 있을 것으로 판단된다.변화와 기흉 발생과의 인과관계를 확인하고 좀 더 구체화하기 위한 연구가 필요할 것이다.게 이

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점토지반에 설치된 불균질말뚝의 상부길이 결정을 위한 매개변수 연구 (Parametric Study on Determining Upper Length of Nonhomogeneous Pile installed in Clay)

  • 이승현
    • 한국산학기술학회논문지
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    • v.14 no.5
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    • pp.2505-2510
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    • 2013
  • 점토지반에서 횡방향하중을 받는 불균질말뚝과 균질말뚝의 거동에 영향을 미치는 인자를 파악하고 개발된 해석기법을 적용하여 매개변수 연구를 수행하였다. 매개변수연구에서 고려한 2개의 균질말뚝에 있어 말뚝 근입깊이에 따른 매개변수는 휨강성이 클수록 크게 계산되었다. 불균질말뚝에 대한 매개변수는 재료경계점에서 멀어짐에 따라 동일한 휨강성을 갖는 균질말뚝의 매개변수에 수렴하였다. 균질말뚝과 유사한 하중지지능력을 발휘할 수 있도록 하는 적절한 불균질말뚝의 상부길이를 결정하기 위해서는 균질말뚝과 불균질말뚝의 매개변수 변화양상과 해석을 통해 얻는 횡방향변위 및 부재력 등을 종합적으로 비교해야 한다.

정유연성 지배주파수를 이용한 매개변수 인식기법 (Parameter Identification Using Static Compliance Dominant Frequencies)

  • 남동호;최상현;박수용
    • 한국지진공학회논문집
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    • v.9 no.1
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    • pp.71-78
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    • 2005
  • 본 논문에서는 정유연성 지배주파수를 이용한 개선된 매개변수 인식기법이 제안되었다. 정유연성 지배주파수를 이용할 경우 주파수응답함수에서 고유주파수 보다 다수의 정보를 추출할 수 있어 매개변수 인식의 성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 정유연성 지배주파수를 매개변수 인식에 이용하기 위하여 기존의 고유주파수 민감도에 기반한 구조계 인식기법이 확장되었다. 정유연성 지배주파수의 이용을 통한 매개변수 인식의 성능향상은 수치예제를 통해 증명하였다. 수치예제는 스프링과 질량으로 이루어진 간략 모델이 사용되었으며, 고유주파수 만을 이용하여 구한 인식값과 비교한 결과 보다 정확한 매개변수 값의 인식이 가능함을 알 수 있었다.

수문모형과 최적화 기법을 이용한 저수지 수위 실측 자료 기반 유입량 추정 (Estimation of Daily Reservoir inflow from Water Level Observations Using a Hydrologic Model and an Optimization Metho)

  • 송정헌;강문성
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • pp.213-213
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    • 2017
  • 저수지 유입량은 효율적 저수지 운영을 위해 중요한 요소로, 이는 하류 하천 등과 복합적으로 연계되기에 통합적 수자원 관리를 위해서 정확한 추정이 중요하다. 국내의 일부 저수지에서는 상류에서 유입되는 유량을 측정하고 있으나, 모든 저수지에 대해 측정하기에는 현실적 한계가 있다. 한편, 한국농어촌공사에서는 유효저수량 10만톤 이상 저수지에 대해 수위 계측기를 설치하여 수위자료를 관측하고 있으며, 이는 수위-내용적 곡선을 통해 저수량으로 변환이 가능하다. 저수량 자료가 확보되면 물수지식 기반으로 간접적으로 유입량의 추정이 가능하나, 수위가 상승하는 구간에 대해서만 적용이 가능하기에 연속적인 자료의 확보에 한계가 있다. 이 경우 불연속 유량자료를 대상으로 수문모형의 매개변수를 최적화하여 장기간 연속자료로 변환하는 것이 한 방안이 될 수 있다. 본 연구에서는 저수지 수위 기반으로 추정된 간헐적 유입량 자료를 기반으로 수문모형의 매개 변수를 최적화하여 장기유량으로 변환하고자 한다. 수문 모형과 매개변수 최적화 기법은 각각 Tank 모형과 SCE (Shuffled Complex Evolution) 기법을 이용하였다. 매개변수 최적화를 위한 목적함수는 고유량 저유량 총량 분산 관련 지표에 가중치를 부여한 다중 목적함수로 설정하였으며, 이를 통해 도출된 다양한 매개변수 후보군 중 고유량 저유량 총량 유황곡선의 유사정도가 전반적으로 일치하는 매개변수 군을 선택하였다. 본 연구 결과는 미계측 저수지 유입량을 추정할 수 있음으로써 저수지의 효율적인 물관리와 용수관리 의사결정에 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

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측정방향에 따른 표면 거칠음 정도의 변화 양상 (Directional Variations in Surface Roughness Determinations)

  • Lee, Seok-Won
    • 한국지반공학회논문집
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    • v.15 no.4
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    • pp.247-260
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    • 1999
  • 여러 연구들을 통하여 표면 거칠음 정도가 접촉면 전단력에 매우 중요함이 밝혀졌으며, 따라서 그 역할을 충분히 이해하기 위해서는 표면 거칠음 정도가 정확히 정량화 되어져야 한다. 현재까지 이러한 표면 거칠음 정도를 나타내는 표면 거칠기 매개변수는 대부분 방향성을 고려하지 않은 3차원적인 trisector에서 측정되어 왔고, 그 결과는 정적인 표면을 대표하는 값으로 적당하였다. 그러나, 표면 거칠기 매개변수와 접촉면 전단력과 같이 방향성을 갖는 매개변수와의 상관관계를 조사하기 위해서는 전단방향과 동일한 방향으로 측정된 2차원적인 표면 거칠음 값이 더욱더 합리적인 대표 값이 될 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 전단방향을 고려한 표면 거칠음 정도를 구할 수 있는 새로운 표면 거칠기 매개변수를 제안하였다. 제안된 방향성 매개변수와 기존의 표면 거칠기 매개변수를 비교 분석함으로서, 방향성 매개변수와 비 방향성 매개변수와의 상관관계를 조사하였다. 표면 거칠음 정도는 디지털 이미지 분석 시스템을 이용한 Optical Profile Microscopy(OPM) 방법을 이용하여 측정하였다. 그 결과, 본 연구에서 측정된 여러 가지 표면 거칠기 매개변수는 측정값에 있어서 비슷한 경향을 보여주었으며, 따라서, 서로간의 상관관계가 좋음이 밝혀졌다. 또한 표면 거칠음 정도가 증가함에 따라, 비 방향성의 3차원 매개변수 값이 방향성의 2차원 매개변수보다 계속적으로 증가하는 양상이 보여졌다.

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유역특성인자를 활용한 Sacramento 장기유출모형의 매개변수 지역화 기법 연구 (A Study on Regionalization of Parameters for Sacramento Continuous Rainfall-Runoff Model Using Watershed Characteristics)

  • 김태정;정가인;김기영;권현한
    • 한국수자원학회논문집
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    • v.48 no.10
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    • pp.793-806
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    • 2015
  • 미계측유역의 유출량 모의는 수문학 분야에서 필수적인 사항이다. 강우-유출 모형을 이용하여 신뢰성 있는 유출량을 모의하기 위한 핵심사항은 강우-유출 모형의 매개변수를 추정하는 것이다. 하지만 현재 우리나라는 불충분한 수문자료로 인해 매개변수 추정에 어려움이 존재한다. 본 연구의 목표는 불확실성 반영을 위한 Bayesian 통계기법 기반의 강우-유출 모형의 매개변수를 지역화 하는 것이다. 그 방법은 다음과 같다. 첫째, 본 연구는 세계적으로 널리 사용되고 있는 Sacramento 강우-유출 모형에 Bayesian Markov Chain Monte Carlo 기법을 연계한 Bayesian Sacramento 강우-유출 모형을 사용하여 계측유역을 대상으로 13개 매개변수를 최적화하고 각 매개변수의 사후분포를 도출하였다. 둘째, 매개변수와 유역특성인자 사이에 회귀특성을 얻기 위해 다중선형회귀분석을 적용하여 유역특성을 고려한 지역화 매개변수를 결정하였다. 다중회귀분석을 통하여 산정된 지역화 매개변수를 계측유역에 전이하여 유출량을 모의 후 통계적 효율기준인 N-S계수, 일치계수 및 상관계수를 사용하여 지역화 매개변수 검증을 수행하였다.

지하수위 변동 해석모델을 이용한 제주지역의 수리지질 매개변수 민감도 분석 (Sensitivity Analysis of Hydrogeologic Parameters by Groundwater Table Fluctuation Model in Jeju Island)

  • 김남원;김윤정;정일문
    • 대한토목학회논문집
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    • v.34 no.5
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    • pp.1409-1420
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    • 2014
  • 지하수위 변동 해석모델을 이용하여 제주지역의 대수층 수리지질 매개변수인 반응계수와 배수가능공극을 추정하고 고도에 따른 분포특성 및 민감도분석을 실시하였다. 대수층 매질의 특성치인 배수가능공극은 고도에 대해 일정한 경향성을 보이지 않으며 지하수의 흐름 특성치인 반응계수는 고도가 높아질수록 낮아지는 뚜렷한 경향성을 보였다. 매개변수들에 대한 민감도를 알아보기 위해 매개변수의 평균 및 관계식을 이용하여 추정함양량을 비교한 결과, 전 유역(강정천, 외도천, 천미천, 한천)에 대한 매개변수 관계식을 적용하여도 미계측 유역내 매개변수의 추정이 가능할 것으로 판단된다. 따라서 본 연구의 결과를 통해 대표적인 수리지질 매개변수의 분포특성을 파악하여 미계측지역에서 매개변수를 추정함으로써 지하수모델링의 기초자료로도 활용 가능할 것으로 기대한다.

민감도 분석을 통한 분산형 연속 강우유출모형(HYSTAR)의 수문학적 거동 평가 (Evaluating Hydrologic Behavior of Hydrology Simulation using Time Area (HYSTAR) Model through Sensitivity Analysis)

  • 허용구
    • 한국농공학회논문집
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    • v.57 no.3
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    • pp.41-54
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    • 2015
  • 시간-면적 기법을 이용해 유역의 수문과정을 묘사하는 분산형 (distributed) 연속 (continuous) 강우유출모형인 HYSTAR의 거동특성과 주요 매개변수에 대한 민감도를 분석하였다. 유역의 수문조건에 따른 모형거동의 변화를 분석하기 위해 연속되는 4개의 개별 강우사상에 대한 민감도를 조사하고 비교하였다. 또한, 매개변수의 상호작용이 민감도 분석결과에 미치는 영향을 파악하기 위해 두 가지 서로 다른 기법 (one-factor-at-a-time 과 all-factor-at-a-time 방법)을 이용하여 산정된 민감도를 비교하였다. 분석결과, 모형의 직접유출량, 첨두유량 및 도달시간 모의결과는 유출곡선번호 (curve number)에 가장 민감하게 반응하는 것으로 나타났으며, 토양의 깊이, van Genuchten 식의 매개변수, 작물계수에 큰 영향을 받았다. 한편, 모의된 기저유출량은 토양의 깊이를 비롯하여 van Genuchten 식의 매개변수, 작물계수 (crop coefficient), 이방성계수 (anisotropic coefficient), 유출곡선번호의 변화에 민감하였다. 매개변수에 대한 민감도는 분석에 이용된 강우사상에 따라 다르게 나타났으며, 유역의 토양수분조건에 따라 다르게 거동하는 모형의 중요한 특성을 잘 반영하였다. 두 가지 서로 다른 기법을 이용한 민감도 분석결과는 모의된 직접유출량 및 기저유출량의 변화가 매개변수의 상호작용에 의해 제한될 수 있음을 보여 주었다. 본 연구는 HYSTAR 모형의 매개변수에 대한 민감도 분석을 통해서 해당 모형의 거동을 정량적으로 보여주었고, 이를 통해 모형의 건전성 (soundness)을 입증할 수 있는 하나의 근거를 제시하였다. 본 연구결과는 향후 HYSTAR 모형을 이용한 수문분석 시 보정을 위한 매개변수 선정에 활용될 수 있을 것으로 사료된다. 또한, 본 연구결과에서 나타난 민감도의 수문조건 (또는 선정된 강우사상)에 대한 의존성은 연속유출 모형의 민감도 분석을 위한 강우 사상 선정 및 민감도 분석결과의 해석에 유용한 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

유출성분을 고려한 Tank 모형의 매개변수 자동추정 (Automatic Parameter Estimation Considering Runoff Components on Tank Model)

  • 배덕효;정일원;강태호;노준우
    • 한국수자원학회논문집
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    • v.36 no.3
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    • pp.423-436
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    • 2003
  • Tank 모형의 매개변수를 추정하는데 있어 유출성분을 고려하여 모의할 수 있는 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 관측수문곡선을 Digital filter 방법을 사용하여 유출성분별로 분리하고 각 유출성분을 고려하여 Powell 방법으로 매개변수를 추정하는 것이다. 본 연구에서는 한강유역의 4개 댐지점을 선정하여 유출성분을 고려한 경우와 그렇지 않은 경우를 구분하여 모의유량을 관측유량과 비교 검토하였다. 그 결과 자동추적법으로만 매개변수를 추정할 때에는 전체적인 유출량은 모의하지만 성분별 유출량은 모의하지 못하는 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서 제시한 유출성분을 고려하는 방법이 더 객관적이고 정확한 매개변수를 추정하는 방법으로 판단되었으며, 자동추적법을 사용하여 매개변수를 추정할 때는 유출성분을 고려하여 매개변수를 추정하는 것이 보다 타당할 것이다.