고차의 추계장 함수와 이를 이용한 비통계학적 추계론적 유한요소해석

노혁천(Noh Hyuk-Chun) 대한토목학회 2006 대한토목학회논문집 A Vol.26 No.2A

본 연구에서는 급수전개를 이용한 추계론적 유한요소해석법의 개선을 위한 등 가몬테카를로 추계장함수를 제안하고 1차 Taylor전개를 이용한 추계론적 유한요소해석법인 가중적분법에 적용하였다. 일반적으로 1차 Taylor전개를 이용하는 수치해석법에서의 응답변화도는 고려하고 있는 추계장의 분산계수에 대하여 선형거동을 보인다. 그러나 몬테카를로 해석의 경우 추계장 분산계수에 대하여 비선형거동을 나타낸다. 이는 급수전개법의 1차 Taylor전개에 따른 선형특성에 기인한다. 따라서, 가중적분법에서 사용되는 Taylor전개된 변위벡터와 몬테카를로 해석에서의 변위벡터를 비교하고 이들 두 변위벡터 사이에 상호 불일치 하는 점을 고찰하여 몬테카를로 해석에서의 변위벡터와 등가의 변위벡터를 구성하고 이를 가중적분법에 적용하였다. 제안한 등가몬테카를로 추계장은 본래의 추계장 함수에 대한 고차함수로 주어진다. 평면구조에 대한 수치해석을 통하여 제안한 등기몬테카를로 추계장을 이용한 정식화의 타당성을 고찰하였다. 새로운 정식화는 기존의 1차 가중적분법을 위한 정식화 과정과 유사하게 수행할 수 있었다. In this paper, a stochastic field that is compatible with Monte Carlo simulation is suggested for an expansion-based stochastic analysis scheme of weighted integral method. Through investigation on the way of affection of stochastic field function on the displacement vector in the series expansion scheme, it is noticed that the stochastic field adopted in the weighted integral method is not compatible with that appears in the Monte Carlo simulation. As generally recognized in the field of stochastic mechanics, the response variability is not a linear function of the coefficient of variation of stochastic field but a nonlinear function with increasing variability as the intensity of uncertainty is increased. Employing the stochastic field suggested in this study, the response variability evaluated by means of the weighted integral scheme is reproduced with high precision even for uncertain fields with moderately large coefficient of variation. Besides, despite the fact that only the first-order expansion is employed, an outstanding agreement between the results of expansion-based weighted integral method and Monte Carlo simulation is achieved.

몬테카를로 시뮬레이션방법을 이용한 선박가치 평가

최정석(Jung-Suk Choi),이기환(Ki-Hwan Lee),남종식(Jong-Sik Nam) 한국항만경제학회 2015 한국항만경제학회지 Vol.31 No.3

본 연구의 목적은 몬테카를로 시뮬레이션을 활용하여 현금흐름할인법의 순현재가치 분석에 필요한 용선수익과 3개월 리보금리, 해체가격을 예측하여 미래 불확실성을 경감시킬 수 있는 선박의 가치를 측정하고자 했다. 정확한 연구분석을 위해 총 10,000회의 시뮬레이션을 수행하였으며, 연구 결과의 실증분석을 위해 2010년 기준 선박 도입에 따른 선박 가치 분석을 일반적인 현금흐름할인법과 몬테카를로 시뮬레이션을 활용한 확률론적 현금흐름할인법을 비교 분석하였다. 본 연구의 분석 결과 지난 2010년 기준 몬테카를로 시뮬레이션을 활용하여 현금흐름할인법을 시행할 경우 일반적인 현금흐름할인법을 통한 결과보다 부정적인 순현재가치가 산출되어 선주들의 무분별한 선박발주에 경각심을 일으키는 계기가 될 수 있었다. 본 연구에서 사용한 몬테카를로 시뮬레이션을 활용한 확률론적 현금흐름할인법 기반의 선박 가치평가방법은 확률분포를 통해 기존 현금흐름할인법에서의 고정된 현재가치가 아닌 미래의 불확실성에 대한 변수를 반복 검증함으로서 선주들이 현금흐름에 대한 유동성 리스크에 대처할 수 있는 정보를 제공한다는 가치를 가지고 있다. This study utilizes Monte Carlo simulation to forecast the time charter rate of vessels, the three-month Libor interest rate, and the ship demolition price, to mitigate future uncertainties involving these factors. The simulation was performed 10,000 times to obtain an exact result. For the empirical analysis―based on considerations in ordering ships in 2010―a comparison between the Monte Carlo simulation-based stochastic discounted cash flow (DCF) method and traditional DCF methods was made. The analysis revealed that the net present value obtained through Monte Carlo simulation was lower than that obtained via regular DCF methods, alerting the owners to risks and preventing them from placing injudicious orders for ships. This research has implications in reducing the uncertainties that future shipping markets face, through the use of a stochastic DCF approach with relevant variables and probability methods.

몬테카를로 시뮬레이션방법을 이용한 환율예측분석

신동백 한국산업경제학회 2007 산업경제연구 Vol.20 No.5

1990년대에 들어와 우리나라의 금융시장은 금리 자유화, 주식시장의 개방 그리고 환율제도의 변경 및 외환시장의 개방화가 점진적으로 진행되었다. 구체적으로 지난 1990년 3월부터 고정환율제도를 포기하고 시장평균환율제도를 도입했으며 현재의 자유변동환율제도 까지 여러 단계를 거쳐오면서 금융시장의 대외개방이 빠른 속도로 진전되고 있어 그 어느 때 보다 환율을 비롯한 거시 변수들 사이의 움직임을 예의 주시할 필요가 있다. 특히 1997년에 있었던 IMF와 최근의 사건인 미국의 대 이라크공격으로 인해 국제유가의 급등과 함께 원/달러환율이 한때 1350원 대를 기록하는 등 국제사회의 불안으로 인해 국내 외환시장에 큰 불안을 가져다 주었다. 또한 최근에는 국내에서 환율의 하락으로 인한 문제점이 많이 야기되고 있다. 이러한 현실에서 본 논문의 목적은 기존의 많은 선행연구에서 주로 회귀분석, VAR, VECM의 방법으로 환율을 예측했으나, 본 연구에서는 몬테카를로시뮬레이션 방법을 통해 환율을 예측함으로써 기존의 예측방법들과 다른 방법론으로 접근을 시도하고 그 유용성을 검증하려 한다. 예측결과는 과거자료를 통해 분석하였으므로 2006년 1월의 실제관측치와 전문예측기관의 전망치를 비교함으로써 시뮬레이션 방법의 유용성을 제시할 것이다. 본 연구의 결과 몬테카를로시뮬레이션을 이용한 방법 역시 실제관측치나 전문예측기관의 예측 수치와 매우 근접한 결과를 보였다. Since the crisis of foreign exchange rales in Korea from late 1997, a significant interest has been given to the stability of the exchange rates. This paper uses a Monte Carlo simulation for forecasting of exchange rates, compares the solutions by a Monte Carlo simulation with those by a professional predicting institution's numerical analysis and 2006 January's average real data that the method is efficient as well as simple and flexible in the sense that it can be easily modified to accommodate different processes governing the underlying instruments movements. From the result of Monte Carlo simulation, We could obtain a formula of simulation. Finally, from a formula of Monte Carlo simulation to obtain future's exchange rate, 983.05. But there are a few shortcomings. First, because this study just concentrated on the existing exchange rate theory, it did not propose a new exchange model, which could effectively explain exchange rates determination and variability. Second, it did not propose a tangible exchange rates policy, but just suggests a direction of exchange rates policy. For example, for improving the autonomous function in the foreign currency market, this paper consider neither a government intervention, nor the influence of international speculative money. The paper shows that some conditions are needed in order to converge random prices into a stable status in the simulation.

중성미자 지하관측시설에서 축소형 검출기의 몬테카를로 시뮬레이션

송상현,김재률,임인택,장지승,정인석,주경광,최준호,김수봉,박정식,이재승,김성현 한국물리학회 2009 새물리 Vol.59 No.2

MyGLG4Sim based on Geant4 is a simulation package of the Mock-Up for underground facility detecting neutrino from the reactor, and analyzes its reaction after generating isotope sources(Cs137,Co60, Ge68). A stability of the Mock-Up simulation("MockSim") package is confirmed through calibrating position and deposited energy of isotope source by comparing real data. 원자로에서 방출된 중성미자를 관측하는 지하 검출시설의 축소형검출기를 몬테카를로 시뮬레이션(Geant4-MyGLG4Sim)으로 구현하고 방사성 동위원소가 검출기 내에서 일으키는 핵반응들을 실제 축소형 검출기의 데이터와 몬테카를로를 비교검토 하였다. 특히 방사성 동위원소의 위치 또는 액체섬광체에 축적된 감마에너지를 보정하여 시뮬레이션의 안정성을 확인하고 축소형 검출기의 특성을 정확히 분석하는데 적용하였다.

몬테카를로방법을 이용한 천리안위성 궤도전이 소요추진제량 추정에 관한 연구

박응식(Eungsik Park),허환일(Hwanil Huh) 한국항공우주학회 2015 한국항공우주학회지 Vol.43 No.1

정지궤도위성은 궤도상에서 위치변화를 제어하기 위해 추력기를 사용하고 운용수명에 맞추어 적정한 양의 액체추진제를 탑재한다. 그러므로 정지궤도위성의 수명은 추진제 잔여량에 좌우되고 정확한 잔여추진제량 측정은 조기 수명종료로 야기되는 경제적 손실을 완화시킬 뿐만 아니라 후속위성의 대체나 위성망 운용계획 등에 매우 중요하다. 잔여추진제량을 측정하는 방법은 주로 PVT 방법, 열질량법, 회계식 방법이 사용된다. 본 논문에서는 회계식방법을 사용하기 위한 천리안위성 이원추진시스템의 모델링과 몬테카를로 방법을 이용하여 천리안위성의 궤도전이 소요 추진제량을 분석하였다. Geostationary satellites use the thruster in order to control the location change and mount the suitable amount of liquid propellant depending on the operating lifetime. Therefore the lifetime of the geostationary satellite depends on the residual propellant amount and the precise residual propellant gauging is very important for the mitigation of economic losses arised from premature removal of satellite from its orbit, satellites replacement planning, slot management and so on. The propellant gauging methods of geostationary satellite are mostly used PVT method, thermal mass method and bookkeeping method. In this paper, we analysis the modeling of COMS(Communication, Ocean & Meteorological Satellite) bipropellant system for bookkeeping method and COMS GTO(Geostationary Transfer Orbit) injection propellant estimation using Monte-Carlo method.

몬테카를로 방법 기반의 이동최소제곱을 이용한 밀도데이터의 벡터장 시각화

김종현(Jong-Hyun Kim) 한국컴퓨터그래픽스학회 2024 컴퓨터그래픽스학회논문지 Vol.30 No.2

최대 커버리지 센서 배치를 위한 유전 알고리즘

윤유림(Yourim Yoon),김용혁(Yong-Hyuk Kim) 한국지능시스템학회 2010 한국지능시스템학회논문지 Vol.20 No.3

본 논문에서는 실세계에서 센서를 배치할 때 발생하는 최적화 문제인 최대 커버리지 센서 배치 문제를 정의하고 문제의해 공간의 특성을 분석하였다. 또한 최대 커버리지 센서 배치 문제의 좋은 해를 얻기 위해 유전 알고리즘을 설계하고 그 우수성을 비교 실험을 통해 보였다. 이 문제에 유전 알고리즘을 적용할 때 중요하게 고려되어야 할 부분은 평가 함수를 어떻게 구현하느냐 인데 몬테카를로법을 통해 해결할 수 있었다. 유전 알고리즘의 몬테카를로법을 이용한 평가 부분에서 샘플 생성 횟수를 조절함으로써 동일한 성능을 내면서 계산 시간을 크게 줄일 수 있었다. In this paper, we formally define the problem of maximizing the coverage of sensor deployment, which is the optimization problem appeared in real-world sensor deployment, and analyze the properties of its solution space. To solve the problem, we proposed novel genetic algorithms, and we could show their superiority through experiments. When applying genetic algorithms to maximum coverage sensor deployment, the most important issue is how we evaluate the given sensor deployment efficiently. We could resolve the difficulty by using Monte Carlo method. By regulating the number of generated samples in the Monte Carlo evaluation of genetic algorithms, we could also reduce the computing time significantly without loss of solution quality.

공동주택 환기 시스템의 파레토 최적 설계와 몬테카를로 성능분석

김영진(Kim Young-Jin),이철희(Lee Cheol-Hee),박철수(Park Cheol-Soo) 한국건축친환경설비학회 2010 한국건축친환경설비학회 학술발표대회 논문집 Vol.2010 No.3

This study addresses the optimal design process of ventilation systems using optimal design and uncertainty analysis in an residential building. The existing design process that only codes into air change rate cannot provide useful information for DM(Decision Maker). In this study, the performance of ventilation systems is introduced to treat the indicators which are not prescriptive' but 'performance'. And, the optimal design using Genetic Algorithm(GA) + Pareto + CONTAMW2.4 is performed for solving multi-criteria optimal problems which consist of a constrained discontinuous optimization problem. This study compares the existing design process with the chosen optimal designs in four ventilation strategies. To assess four ventilation strategies in terms of performance indicators, the Latin Hypercube Sampling (LHS) method, one of the Monte Carlo techniques, was employed for uncertainty propagation.

확률론적 기법을 활용한 건설현장 외부 인명피해 정량화 모델 개발

하선근,김태희,손기영,김지명,손승현 한국건축시공학회 2018 한국건축시공학회지 Vol.18 No.6

The researches have only conducted regarding construction safety management and risk on interior constructionsite(workers) and is insufficient about the exterior construction site(third party). As a result, ordinary people who werenear construction sites have injured and hold a negative view when they think about the construction industry becauseconstruction industry have been exposed to them having a high accidents rate through media. In addition, theimportance of industrial disaster prevention is emphasized at this point in time, the overall safety management systemshould be constructed with considering construction site external(third human) for improving the negative image of theconstruction industry among ordinary people. Therefore, the objective of this study is to develop the quantificationmodel of human accident utilizing the insurance claim payout occurred construction site exterior(third party). In thefuture, it can be used as a reference for developing the safety management checklist in construction siteinterior·exterior and development for forecasting control system of human accident. 현재까지의 건설 안전관리와 리스크에 관한 연구들은 건설현장 내부(근로자)에 한정되어 있어 건설현장 외부(제 3자)에 대한 연구는 미비한 실정이다. 그 결과, 건설현장 주변의 일반인들이 피해를 받고 있으며 산재 다발이라는 부정적인 이미지로 언론이나 일반 대중들에게 투영되고 있다. 일반대중들에게 부정적인 이미지를 탈피하기 위해서는 건설현장내부(공종, 건축물)에만 집중되어있는 기존의 안전관리가아닌 건설 현장 외부(제 3자)에 대해서도 고려된 종합적 안전관리체계를 구축해야 한다. 이에 본 연구에서는 건설 현장외부(제 3자)의 인명사고 리스크를 정량화하고 몬테카를로시뮬레이션을 활용하여 리스크가 어떻게 변화할 것인지 예측하고자 한다. 이를 위하여 첫째, 선행연구를 고찰하여 불안전한 상태와 인명사고 발생형태를 정의한다. 둘째, 14년간 건설현장 외부에서 발생한 제 3자 인명 손해배상액 데이터를 수집한다. 셋째, 수집된 데이터의 사고내용을 분석하여사고 발생분석 모델을 설정한다. 넷째, 리스크 정량화 모델을 구축하고 불안전한 상태, 인명사고 발생형태별 사고발생확률과 손해배상액 확률분포를 제시한다. 마지막으로 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 도출된 사고 형태별 분포결과를분석한다. 본 연구의 결과는 향후 건설현장 내·외부 안전관리 체크리스트 개발 및 인명사고 예측 관리 시스템 개발의참고 자료로 활용될 것으로 기대된다.

몬테카를로시뮬레이션 기법을 이용한 붕괴 암반사면의 확률론적 안정해석 및 민감도 분석

박성욱 ( Sung Wook Park ),박혁진 ( Hyuck Jin Park ) 대한지질공학회 2010 지질공학 Vol.20 No.4

A probabilistic analysis of slope stability is an appropriate solution in dealing with uncertainty in problems related to engineering geology. In this study, a Monte Carlo simulation was performed to evaluate the performance function that is Barton`s equation. A large number of randomly generated values were obtained for random variables, and the performance function was calculated repeatedly using randomly generated values. A previous study provided information of slope geometry and the random characteristics of random variables such as JRC and JCS. The present approach was adopted to analyze two failed slopes. The probabilities of failure were evaluated for each slope, and sensitivity analysis was performed to assess the influence of each random variable on the probability of failure. The analysis results were then compared with the results of a deterministic analysis, indicating that the probabilistic analysis yielded reliable results.