토러스 공간 상에서의 적합예측 기반 예측 및 클러스터링을 위한 타원형 k-평균 알고리즘과 초모수 선택 전략

학위논문(석사) -- 서울대학교대학원 : 자연과학대학 통계학과, 2022. 8. 정성규.Protein structure data consist of several dihedral angles, lying on a multidimensional torus. Analyzing such data has been and continues to be key in understanding functional properties of proteins. However, most of the existing statistical methods assume that data are on Euclidean spaces, and thus they are improper to deal with angular data. In this paper, we introduce a novel approach specialized to analyzing multivariate angular data, based on elliptical k-means algorithm. Our approach enables the construction of conformal prediction sets and predictive clustering based on mixture model estimates. Moreover, we also introduce a novel hyperparameter selection strategy for predictive clustering, with improved stability and computational efficiency. We demonstrate our achievements with the package ClusTorus, one of our implementations, in clustering protein dihedral angles from two real data sets.단백질 구조 데이터는 다차원 토러스 상의 각도들로 구성되어 있다. 이러한 특성을 가진 데이터에 대한 연구는 단백질의 기능적 특성을 파악하는 데에 중요한 열쇠가 되어왔다. 그러나 대부분의 통계적 방법론들은 유클리드 공간을 가정하기 때문에 다차원 각도 데이터에 부적합하다. 본 논문에서는 타원형 k-평균 알고리즘 을 활용하여 다차원 각도 데이터를 분석하는 법을 소개한다. 특히 본 논문에서는 적합예측집합을 구성하고 혼합 모형 추정을 통한 예측 클러스터링 방법론을 소개 한다. 또한 안정성과 계산 효율성을 확보한 새로운 초모수 선택 전략을 제시한다. 마지막으로, 본 논문의 방법론을 구현한 R 패키지 ClusTorus를 활용하여 실제 데이터셋에 적용한 예시를 소개한다.1 Introduction 1 2 Conformal prediction 5 2.1 Conformal prediction framework 5 2.2 Inductive conformal prediction 6 2.3 Conformity scores from mixtures of multivariate von Mises 7 3 Parameter estimation for multivariate von Mises 12 3.1 Elliptical k-means algorithm 12 3.2 Constraints for mixture models 14 4 Clustering by conformal prediction 15 5 Hyperparameter selection 18 6 Clustering data on T^4 22 7 Summary and discussion 28 참고문헌 29 Abstract 34석

GFRP 및 철근 보강 UHPFRC의 인장 거동 특성

학위논문(석사) -- 서울대학교대학원 : 공과대학 건축학과, 2023. 8. 홍성걸.When Ultra-High-Performance-Fiber-Reinforced-Concretes (UHPFRCs) are combined with reinforcing bars (R-UHPFRC), it leads to structural solutions that meet rigorous durability and mechanical requirements. However, the challenge lies in addressing the higher residual stresses resulting from increased shrinkage and confinement of the reinforcing bars compared to conventional reinforced concrete. Although there have been numerous investigations on the tensile behavior of normal concrete and UHPC reinforced with GFRP bars, research on UHPFRC reinforced with GFRP bars is scarce, particularly when it comes to studying the impact of the steel fiber volume ratio. The objective of this thesis is to examine how UHPFRC behaves when reinforced with steel and glass-fiber-reinforced-polymer (GFRP) re-bars, and to make a comparative analysis between them. Specifically, the study examines the effects of changes in rebar type and steel fiber volume ratio on the uniaxial tensile behavior of reinforced UHPFRC. The research follows a systematic approach that explores the overall tensile behavior, the effects of shrinkage on member shortening, and the tension stiffening effect. The first part of the study involves analyzing the global uniaxial tensile behavior of R-UHPFRC specimens, including ultimate stress and strain in the elastic and plastic states, as well as crack formations and characteristics. Next, the research focuses on the effects of shrinkage on member shortening and residual stress, examining the cracking stresses from both experimental and modified results. Finally, the study compares the tension stiffening effect for different variables, using the Tension Chord Model and Load Sharing Concept to analyze the contribution of the concrete matrix and re-bar to the tensile stress. The study's comprehensive approach, from intuitive observations to analytical results, can contribute to the development of design guidelines for UHPFRC structures that maximize their performance and durability.초고성능 섬유보강 콘크리트 (Ultra-High-Performance-Fiber-Reinforced-Concrete, UHPFRC)에 보강근을 결합하면(R-UHPFRC) 기존의 철근 콘크리트보다 더욱 엄격한 내구성과 기계적 요구사항을 충족하는 구조적인 해결책을 얻을 수 있다. 하지만, 기존의 철근 콘크리트보다 높은 수축 및 보강근 구속으로 인한 높은 잔류응력 형성은 해결해야할 문제이다. 현재 유리섬유 보강 폴리머(GFRP) 보강근의 일반콘크리트 및 초고성능 콘크리트(UHPC)에 적용에 관한 연구는 원활히 진행되고 있다. 하지만, 초고성능 섬유보강 콘크리트와의 합성에 대한 연구는 부족한 실정이며, 특히, 혼입되는 강섬유의 부비 비율의 영향에 대한 연구는 더욱 필요하다고 사료된다. 본 논문의 목적은 초고성능 섬유보강 콘크리트(UHPFRC)가 철근 및 유리섬유보강폴리머(GFRP) 보강근으로 보강하였을 때 어떠한 거동을 보이는지 살펴보고, 이들을 비교분석하는 것이다. 구체적으로, 보강근의 종류와 강섬유 부피 비율의 변화가 R-UHPFRC의 단축 방향 인장거동에 미치는 영향에 중점을 두며, 인장부재의 수축이 미치는 구조적 영향 및 인장 증강 효과를 탐구하는 체계적인 접근 방식을 따른다. 먼저, 탄성 및 소성 상태에서의 궁극적인 응력 및 변형과 함께 균열 형성과 특성의 관찰을 통해 단축 방향 인장 거동에 대한 R-UHPFRC 시편의 전반적인 분석을 한다. 또한, 시편 단축을 야기하는 수축과, 이로 인한 잔류 응력에 대한 영향을 분석하며, 실험결과와 이론적 결과에서의 균열 응력을 비교 검토한다. Tension Chord Model 및 Load Sharing Concept를 사용하여, 인장시편에서의 콘크리트와 보강근의 인장응력 기여도를 분석하고 다양한 변수에 대한 인장 증강 효과를 비교한다. 직관적 관찰에서 분석 결과에 이르기까지 이 연구의 포괄적인 접근 방식은 UHPFRC 구조물의 성능과 내구성을 극대화하는 설계 지침을 개발하는 데 기여할 수 있을 것으로 사료된다.Chapter 1. Introduction 1 1.1 Background 1 1.2 Objectives and Outlines 5 1.3 Test Set Up and Specimen Notation 7 1.3.1 Material Properties 7 1.3.2 Test Set Up 10 1.3.3 Specimen Notations 12 Chapter 2. Literature Review 14 2.1 Tension Stiffening Effect and Bond Factor 14 2.2 Shrinkage of UHPFRC Considering Reinforcement Ratio 19 2.3 Tension Chord Model (TCM) 20 2.4 Modified Tension Chord Model for R-UHPFRC 25 2.5 Bond Stress and Slip Response of GFRP Re-bar in UHPFRC 28 Chapter 3. Global Behavior in Uniaxial Tension 29 3.1 Introduction 29 3.2 Applied Load and Corresponding Member Strain 30 3.2.1 Tensile Behavior in Elastic State 30 3.2.2 Tensile Behavior in Plastic State 34 3.3 Cracking Patterns 40 3.3.1 Actual Crack Formations 40 3.3.2 Modeled Behavior of Cracks 48 3.4 Conclusion 56 Chapter 4. Effects of Shrinkage on Uniaxial Tensile Members 57 4.1 Introduction 57 4.2 Residual Tensile Stress Due to Shrinkage 58 4.3 Initial Cracking Load 60 4.3.1 Experimental Behavior Considering the Effect of Shrinkage 60 4.3.2 Modified Behavior for Neglecting the Effect of Shrinkage 70 4.4 Conclusion 76 Chapter 5. Tension Stiffening Effect 78 5.1 Introduction 78 5.2 Tensile Contribution of UHPFRC Composite by Load Sharing Concept 79 5.2.1 Tension Stiffening Effect by Load Sharing Concept for GFRP Re-bar 79 5.2.2 Tension Stiffening Effect by Load Sharing Concept for Steel Re-bar 81 5.3 Tensile Contribution of UHPFRC Composite by Tension Chord Model 83 5.3.1 Tension Stiffening Effect by Tension Chord Model for GFRP Re-bar 85 5.3.2 Tension Stiffening Effect by Tension Chord Model for Steel Re-bar 101 5.4 Bond Factor 118 5.5 Tension Stiffening Effect Comparison Between UHPFRC and NRC 122 5.5.1 Tensile Contribution of NRC 122 5.5.2 Energy Density Absorbed by UHPFRC and NRC Matrix 124 5.6 Conclusion 127 Chapter 6. Application of Design Standard 129 6.1 Crack Control 129 6.2 Development Length 131 Chapter 7. Concluding Remarks 133 7.1 Summary 133 7.2 Discussion 135 References 137 초 록 141석

표면 진동을 통한 이차원 NACA 0012 익형의 실속제어에 관한 실험적 연구

학위논문(석사)--서울대학교 대학원 :항공우주공학과,2000.Maste

Optimal Design of Improved Permanent Magnetic Actuator for Circuit Breaker

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 전기·컴퓨터공학부, 2012. 2. 정현교.최근 중저압용 차단기의 구동 메커니즘으로 전자식 메커니즘에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이는 기존에 주로 사용되어 왔던 스프링 메커니즘에 비해 제어가 용이하며, 부품수의 감소로 인한 유지 보수의 용이함과 신뢰성 및 반복성이 뛰어난 장점을 가지고 있다. 하지만 이러한 전자식 메커니즘은 고효율, 고출력 밀도 특성을 나타내는 희토류 계열의 영구자석이 필수적인데, 최근 원자재 가격의 상승으로 자석의 구입 단가가 지속적으로 높아지고 있어 제작비용의 상승에 따른 부담이 가중되고 있는 실정이다. 하지만 높은 자기적 특성을 갖는 희토류 자석은 차단기용 영구 자석형 액추에이터의 고효율, 소형화를 위해 필수불가결한 요소이다. 따라서 본 논문에서는 기존의 영구 자석형 액추에이터에 비해 적은 영구 자석으로 높은 홀딩력을 발생시키는 개선된 홀딩 구조를 갖는 영구 자석형 액추에이터를 제안하였다. 제안된 액추에이터는 또한 개방 측 홀딩력의 조절이 가능하기 때문에 불필요한 홀딩력을 줄여 투입 코일부의 크기 감소를 통해 액추에이터의 소형화를 가능하게 하였다. 개선된 홀딩 구조의 영구 자석형 액추에이터의 검증을 위하여 유한요소법과 시간차분법을 이용해 회로 방정식 및 운동 방정식을 계산하여 동작 특성 해석을 수행하였다. 제작 및 실험 후 해석 결과와의 비교를 통해 제안된 액추에이터의 동작 성능과 해석 기법의 타당성을 확인하였다. 뿐만 아니라 본 논문에서는 경제성을 고려하여 영구자석 저감 및 동작특성 향상을 위한 최적 설계를 수행하였다. 최적화는 전역 최적점의 빠른 탐색이 가능한 크리깅 근사모델을 이용한 진화전략 알고리즘이 사용되었고, 이를 해석 프로그램에 접목하여 이루어졌다. 최적 설계를 통해 기본 모델과 최적화 모델의 결과를 비교함으로써 최적 설계의 유용성을 보였다. 이로써 본 논문은 개선된 영구 자석형 액추에이터의 제안과 제안된 액추에이터의 최적 설계를 통해 경제성을 갖는 영구 자석형 액추에이터의 제작을 가능하게 하였다.The research for electromagnetic mechanism has been conducted by operating mechanism of low and medium voltage vacuum circuit breakers, because this type is convenient for control of operation compared to conventional type of spring mechanism and easier maintenance from reduced number of parts and higher reliability and durability. Such a electromagnetic mechanimsm requires bonded rare earth permanent magnet featuring higher efficiency and higher output characteristics, while increasing raw material price becomes a burden to production cost. However bonded rare earth magnet having superior magnetic characteristics is essential to achieve high efficiency and compact design for PMA. Therefore in this paper, PMA with improved holding structure is proposed against conventional type of PMA. The proposed actuator enables control of holding force at open stage, so it provides effect to reduce power consumption by reduction of unnecessary holding force. For the verification of PMA with improved holding structure, dynamic characteristic analysis was conducted by calculation of circuit equation and equation of motion using finite element method (FEM) and time difference method (TDM). The result of analysis by prototype proved performance of proposed actuator was properly designed and analysis procedure was accurate. Furthermore in this paper, optimal design was achieved to minimize permanent magnet size in terms of production cost and to improve dynamic characteristics. The optimal design utilized evolution strategy (ES) algorithm using kriging metamodel which enables reduced number of function call. It also verified usefulness of optimal design by comparison of result between basic model and optimal design model. Therefore this paper proposed improved PMA and enabled production of PMA at lower cost by optimal design.Maste

배터리의 방전 특성을 고려한 무선 센서 네트워크에서의 실시간 태스크 스케쥴링

학위논문(석사) - 한국정보통신대학교 : 공학부, 2005, [ ix, 55 p. ]Since the lifetime of a battery directly impacts the extent and duration of sensor networks, one of the key considerations in the design of sensor networks is the ability to maximize battery lifetime. In this paper, we present (1) a task modeling methodology and (2) a battery-aware real-time task scheduling technique for sensor networks. The task modeling is achieved based on task classification in terms of the usage of resources on a micro-sensor system. For exploiting the $\bf{Recovery Effect} of battery, that is, strategically allocating relaxation time to the battery, the battery-aware task scheduling algorithm composed of three phases is designed to maximize the lifetime of a battery lifetime and meet the timing constraints of each task. The results are achieved through the experiment are based on the$\bf{High-level analytical battery model}, and show that the extent of the improvement achieved by applying the proposed battery-aware task scheduling algorithm varies according to the characteristics of profiles.한국정보통신대학교 : 공학부