• Title/Summary/Keyword: 라플라스 변환법

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Analysis of Diffusion Equations by Coupling of Laplace Transform and Finite Element Method (라플라스 변환과 유한요소법의 결합에 의한 확산방정식의 해석)

  • 성병철;이준호;이기식
    • Journal of the Korean Magnetics Society
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    • v.8 no.3
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    • pp.161-168
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    • 1998
  • In this paper, a algorithm is proposed, which is applicable to the transient analysis of diffusion equations by combined use of the Laplace transform and the finite element method. The proposed method removes the time terms using the Laplace transform and then solves the associated equation with the finite element method. The solution which is solved at frequency domain is transformed into time domain by use of the Laplace inversion. To verify the proposed algorithm, a heat conduction problem is analysed. And the solution showed a good agreement with analytic solution. Because the time-step method is not needed, the proposed method is very useful in solving various kinds of diffusion equations.

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

  • Baek, Moon-Yeal;Lee, Kyo-Seung
    • Journal of 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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Simulation of the Phase-Type Distribution Based on the Minimal Laplace Transform (최소 표현 라플라스 변환에 기초한 단계형 확률변수의 시뮬레이션에 관한 연구)

  • Sunkyo Kim
    • Journal of the Korea Society for Simulation
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    • v.33 no.1
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    • pp.19-26
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    • 2024
  • The phase-type, PH, distribution is defined as the time to absorption into a terminal state in a continuous-time Markov chain. As the PH distribution includes family of exponential distributions, it has been widely used in stochastic models. Since the PH distribution is represented and generated by an initial probability vector and a generator matrix which is called the Markovian representation, we need to find a vector and a matrix that are consistent with given set of moments if we want simulate a PH distribution. In this paper, we propose an approach to simulate a PH distribution based on distribution function which can be obtained directly from moments. For the simulation of PH distribution of order 2, closed-form formula and streamlined procedures are given based on the Jordan decomposition and the minimal Laplace transform which is computationally more efficient than the moment matching methods for the Markovian representation. Our approach can be used more effectively than the Markovian representation in generating higher order PH distribution in queueing network simulation.

The Finite Element Formulation and Its Classification of Dynamic Thermoelastic Problems of Solids (구조동역학-열탄성학 연성문제의 유한요소 정식화 및 분류)

  • Yun, Seong-Ho
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.13 no.1
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    • pp.37-49
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    • 2000
  • This paper is for the first essential study on the development of unified finite element formulations for solving problems related to the dynamics/thermoelastics behavior of solids. In the first part of formulations, the finite element method is based on the introduction of a new quantity defined as heat displacement, which allows the heat conduction equations to be written in a form equivalent to the equation of motion, and the equations of coupled thermoelasticity to be written in a unified form. The equations obtained are used to express a variational formulation which, together with the concept of generalized coordinates, yields a set of differential equations with the time as an independent variable. Using the Laplace transform, the resulting finite element equations are described in the transform domain. In the second, the Laplace transform is applied to both the equation of heat conduction derived in the first part and the equations of motions and their corresponding boundary conditions, which is referred to the transformed equation. Selections of interpolation functions dependent on only the space variable and an application of the weighted residual method to the coupled equation result in the necessary finite element matrices in the transformed domain. Finally, to prove the validity of two approaches, a comparison with one finite element equation and the other is made term by term.

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Mixture Distributions for Image Denoising in Wavelet Domain (웨이블릿 영역에서 혼합 모델을 사용한 영상 잡음 제거)

  • Bae, Byoung-Suk;Kang, Moon-Gi
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2008.04a
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    • pp.89-90
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    • 2008
  • AWGN(Addictive white gaussian noise)에 의해 영상은 자주 훼손되곤 한다. 최근 이를 복원하기위해 웨이블릿(Wavelet) 영역에서의 베이시안(Bayesian) 추정법이 연구되고 있다. 웨이블릿 변환된 영상 신호의 밀도 함수(pdf)는 표족한 첨두와 긴 꼬리(long-tail)를 갖는 경망이 있다. 이러한 사전 밀도 함수(a priori probability density function)를 상황에 적합하게 추정한다면 좋은 성능의 복원 결과를 얻을 수 있다. 빈번이 제안되는 릴도 함수로 가우시안(Gaussian) 분포 참수와 라플라스(Laplace) 분포 함수가 있다. 이들 각각의 모델은 훌륭히 변환 계수들을 모델링하며 나름대로의 장점을 나타낸다. 본 연구에서는 가우시안 분포와 라플라스(Laplace) 분포의 혼합 분포 모델을 밀도 함수로 제안하여, 이 들의 장점을 종합하였다. 이를 MAP(Maximum a Posteriori) 추정 방법에 적용하여 잡음을 제거 하였다. 그 결과 기존의 알고리즘에 비해 시각적인 면(Visual aspect), 수치적인 면(PSNR), 그리고 연산량(Complexity) 측면에서 망상된 결과를 얻었다.

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Study on the Dynamic Analysis of the Continuous System by Digital Modeling (이산화 기법에 의한 연속계의 동적 응답해석에 관한 연구)

  • 이용관;김인수;홍성욱;췌처린
    • Journal of KSNVE
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    • v.7 no.1
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    • pp.135-142
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    • 1997
  • This paper presents a digital modeling technique of the distributed system. The basic idea of the proposed technique is to discretize a continuous system with respect to the spatial coordinates using bilinear method. The response of the discretized system is analyzed by Laplace transform and z-transform. The computational results in torsional shaft and Timoshenko beam using the proposed technique are compared with the exact solutions and the results of finite element method.

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A Development of Seepage Analysis Model for Unsaturated Soil during Rainfall (강우시 불포화지반의 침투해석모형 개발)

  • Lee, Jung-Sik;Han, Heui-Soo;Jang, Jin-Uk
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.796-800
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    • 2009
  • 토목구조물 및 사면의 붕괴는 집중호우가 내리는 경우 많이 발생하고 있으며, 특히 사면에서는 붕괴까지의 변형이 급속히 진행되어 이를 사전에 예방하기는 매우 어려운 현실이다. 침투 및 배수과정에서의 사면 붕괴는 강우침투로 인한 지반의 물리적 특성변화가 직접적으로 사면의 안전계수 변화에 영향을 주는 것으로 판단되며, 이때 발생하는 물리적 특성변화로는 침투시 사면 내 지반의 단위 중량은 증가하여 전단응력의 증가 및 전단강도 감소현상이 발생하며, 이와 반대로 사면 내 배수로 인하여 전단응력의 감소 및 전단강도의 증가현상이 발생한다. 따라서 본 연구에서는 강우침투로 발생하는 지반의 포화도 변화를 지반 내 투수계수의 함수로 설명하여 강우로 인한 지반의 침투 및 배수과정을 규명하고자 한다. 일반적으로 지반 내 지하수의 침투과정은 라플라스 공식을 적용한다. 그러나 라플라스 공식은 정상 상태(Steady State)일 경우에만 사용할 수 있고, 강우 등으로 인한 지하수의 수두 변화가 발생한 비정상 상태(Unsteady State)의 경우에는 부적합하므로 사면과 옹벽 등의 토질구조물에서는 안전성 변화를 계산할 수 없다. 이를 위해 사면 내 지반의 침투 및 배수과정을 투수계수의 함수로 나타내어, 강우의 침투과정을 Fourier Series, 변수분리법 및 섭동함수를 사용하여 식으로 유도함으로서 강우에 의한 지반의 침투 및 배수과정에 따른 사면 내 지하수의 분포를 예측한다. 침투과정 해석을 위하여 지표에서 포화대까지의 깊이 10m의 모델사면 및 지표부터 포화대까지의 포화도는 직선으로 비례한다는 가정을 적용한다. 먼저 푸리에 급수를 이용, 시간에 따른 온도를 열전달에 관하여 편미분하여 발생하는 열확산계수를 투수계수로 변환함에 따라 지하수의 시간과 수직방향거리에 대한 지반의 포화도를 산정한다. 변수분리법은 산정된 포화도에 지반의 초기조건과 경계조건를 고려하기 위해 적용하며, 변수분리법에 의해 산정된 지하수 분포를 섭동함수법으로 과도 및 정상상태로 분류한다. 본 연구의 수행으로 인해 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, Fourier Series와 변수분리법, 섭동함수를 이용하여 강우에 의한 지반의 포화도 변화를 수식적으로 나타낼 수 있으며 둘째, 지반에서의 강우침투과정을 식으로 표현함으로서, 깊이별 시간에 따른 포화도의 영역이 상부로부터 하부로 전이되는 과정을 알 수 있다. 셋째, 푸리에 급수를 이용한 지반의 침투계산으로 강우로 인한 지반의 포화영역 및 불포화영역을 명확히 구분할 수 있으며, 각 깊이별 포화도를 계산하여 각 구간에서 불포화구간의 전단강도에 대한 보다 정확한 계산이 가능하리라 판단된다.

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Analysis of 2-Unit Systems with Two Types of Failures

  • Park, Yeong-Taek;Kim, Dae-Hong
    • Journal of Korean Society for Quality Management
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    • v.11 no.2
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    • pp.32-36
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    • 1983
  • 2-Unit systems such as series, parallel, standby with two types of failures are considered. Closed form solutions for both the steady-state and time-dependent availability of 2-Unit system with two types of failures are developed.

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Eigen-Analysis of Engine mount system with Hydraulic Mount (하이드로릭 마운트가 장착된 지지계의 고유치 해석)

  • 고강호;김영호
    • Journal of KSNVE
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    • v.10 no.5
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    • pp.800-805
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    • 2000
  • To determine the modal matrix and modal frequency of engine mount system, we most solve so-called eigen-value problem. However eigen-value problem of engine mount system with hydraulic mount can not be solved by general eigne-analysis algorithm because the properties of hydraulic mount vary with frequency. so in this paper the method for modal analysis of rigid body motions of an engine supported by hydraulic mount is proposed. Natural frequencies and mode shapes of this nonlinear system are obtained by using complex exponential method and Laplace transformation method. In time domain, impulse response functions are calculated by (two-sided) discrete inverse Fourier Transformation of forced frequency response functions achieved by Laplace transformation of the differential equation of motion. Considering the fact that frequency response functions synthesized by modal parameters form proposed method are in good agreement with original FRFs, it is proved that the proposed method is very efficient and useful for the analysis of eigne-value problem of hydraulic engine mount system.

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Large Time Asymptotic Solution for Unsteady Heat Conduction Problem of Coated Hot-Wire Thermal Conductivity Measurement (비정상 피복열선법 열전도도 측정시 시간-온도 특성에 대한 점근해)

  • 배철호
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.19 no.7
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    • pp.1684-1690
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    • 1995
  • A large time asymptotic solution for an unsteady heat conduction problem of a coated hot wire thermal conductivity measurement process was theoretically found. The solution revealed that the slope of wire temperature versus logarthmic time, which is used to evaluate the thermal conductivity, remains unchanged for large values of time even if a layer of coating is present on the hot wire. The significance of this result is that the thermal conductivity of an electrically conductive fluid can be measured with a coated hot wire using the same conversion relation as for a bare wire.