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뉴럴 네트워크 및 선형 회귀식을 이용한 줄눈 콘크리트 포장의 한계 응력 계산
강태욱,류성우,김성민,조윤호 한국도로학회 2008 한국도로학회논문집 Vol.10 No.3
The finite element method(FEM) was one of tools used to solve problem of previous Concrete Pavement and was applied to Korea Pavement Research Program Study. This study used the ABAQUS and the fortran analysis program to calculate the critical stress on jointed concrete pavement and compared and analyzed the results by using neural networks and linear regression model. In that case, which are not enough analysises by using FEM programs though many input variables, when the results of FEM with NN and linear regression models are compared, there are some differences. The other cases, which are reduced input variables and a lot of analysises each of them, results of Neural Networks(NN) and linear regression models are simulated to them of FEM. But, the result of NN is more exact than them of linear regression at the (0,0), (1,1). On the results of this study, it is suggested that the calculation of stress using NN is more compatible to Korea Pavement Research Program Study. 기존 콘크리트 포장의 단면 설계 시 발생하는 문제점을 해결하기 위해 유한 요소법(FEM)을 이용하여 것이 하나의 방법론으로 부각되었으며 현재 한국형 포장 설계법 개발 연구에서도 적용 중에 있다. 본 연구에서는 ABAQUS와 포트란 해석 프로그램을 이용하여 콘크리트 포장의 한계 응력을 계산하였고, 그 결과를 뉴럴 네트워크와 선형 회귀식을 이용하여 비교 분석하였다. 입력 변수가 많지만 다양한 해석을 하지 못하는 경우(입력변수 6개에 대해 81 경우 수 해석)에 대해 구조해석 결과를 뉴럴 네트워크(이하 NN: Neural Networks)와 선형 회귀식으로 비교한 결과, 구조해석 결과와 다소 차이가 있음을 확인하였다. 반면 입력 변수를 줄이되 다양한 경우에 해석한 경우(입력 변수 3개에 대해 343 경우의 수)의 분석 결과, NN과 선형 회귀식이 구조해석 결과와 매우 유사한 결과가 나타나는 것을 알 수 있었다. 하지만 그래프의 (0,0), (1,1) 부분에서 NN이 선형 회귀식에 비해 더 정확한 것을 확인하였다. 이와 같은 연구 결과를 통해서 한국형 포장 설계법의 핵심인 응력 계산 모듈을 선형 회귀식보다 좀 더 정확한 NN으로 해석하는 것을 제안하였다.
SWMM을 이용한 자연형 비점오염 저감 시설의 모의 방법
강태욱,이상진 한국방재학회 2016 한국방재학회논문집 Vol.16 No.2
Recently, adapting facilities of natural type for non-point pollution is being proliferated to replace reduction facilities of manufactured type. However, integrated removal efficiency of the reduction facilities of natural type for non-point pollution is difficult to estimate because those facilities are distributed on several locations in a basin. The facilities of natural type also reduce pollutant load by storage, infiltration, and lag of stormwater. The study suggested a simulation method for the reduction facilities of natural type for nonpoint pollution using the SWMM. The method was applied to a study area, and it was evaluated whether the planned reduction facilities of manufactured type for non-point pollution may be replaced with facilities of natural type. Consequently, reduction facilities of natural type for non-point pollution with artificial wetland and vegetative swale could remove 93.6% of the non-point pollution that is planned to treat with the reduction facilities of manufactured type for non-point pollution. The results from the study will be used to plan natural stormwater treatment devices. 최근, 장치형 비점오염 저감 시설을 대체하기 위해 자연형 시설의 도입이 확대되고 있다. 하지만 자연형 시설은 소규모로 유역 내에 분산되어 설치되므로 여러 시설물들을 종합한 비점오염 저감 효율의 산정이 어렵다. 또한, 장치형 시설과 달리 자연형 시설은 우수를 저류, 침투, 지체시킴으로써 유량 저감에 따른 추가적인 오염부하량의 저감 효과를 가진다. 이에 본 연구에서는 SWMM을 이용한 자연형 비점오염 저감 시설의 모의 방법을 제시하였다. 그리고 해당 방법을 장치형 시설이 기 계획된 대상유역에 적용하여 자연형 비점오염저감 시설의 대체 가능성을 검토하였다. 그 결과, 인공습지와 식생수로를 이용한 자연형 비점오염 저감 시설은 기존의 장치형 비점오염 저감 시설에 의해 제거되는 비점오염의 93.6%를 제거할 수 있는 것으로 분석되었다. 본 연구의 결과는 향후 자연형 비점오염 저감시설의 계획에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
최적화 기법을 이용한 홍수 시 한강유역 댐군 모의 기법 연계 운영의 효과 개선
강태욱,이상호 한국방재학회 2015 한국방재학회논문집 Vol.15 No.6
A reservoir simulation operation method is used more frequently than an optimal operation method because the simulation method is more flexible enough to reflect sudden changes of practical flood conditions or the intuitions and experience of dam operators. However, the results from a reservoir simulation operation model vary according to input control data. Thus, it is required to choose appropriate input control data of the reservoir simulation operation model through repetitive preliminary simulations. The purpose of the study is to derive optimal input control data of the reservoir simulation operation model by an optimization technique, and to improve effect of flood control. The shuffled complex evolution algorithm was used to optimize input control data of the model, which are initiation time of spillway release and release quantity. The reservoir simulation operation model and optimization technique was applied to a rainfall event in September 1990 when it rained a lot in the Han River Basin and showed the better flood control effects. 댐 모의 운영 기법은 최적 운영 기법에 비해 홍수 시 순간적인 상황 변화에 대한 대처가 용이하고 댐 운영자의 경험과 판단을 반영할 수 있어 실제 댐 운영에 많이 사용되고 있다. 하지만 이러한 모의 운영 기법은 모형의 제어 입력자료 설정에 따라 홍수 시 댐 운영이 달라질 수 있으므로 반복적인 사전 모의를 통해 적절한 제어 입력자료를 선정하는 과정이 요구된다. 본 연구의 목적은 최적화 기법을 이용하여 홍수 시 댐군 연계 모의운영 모형에 관한 최적의 입력자료를 구성하고, 이를 이용하여 홍수조절의 효과를 높이는 것이다. 본 연구에서 사용한 최적화 기법은 집합체 혼합진화 알고리즘이고, 최적화 대상은 여수로 방류 시작 시점과 방류량이다. 본 연구에서는 댐군 연계 모의운영 모형과 최적화 기법을 한강유역에 대하여 구성하였고, 과거 큰 강우를 발생시킨 1990년 9월 홍수에 적용하여 홍수조절의 효과를 제시하였다.