• Title/Summary/Keyword: 선형 안정방정식

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Development of Finite Difference Model for Tsunami Propagation (지진해일 전파모의를 위한 유한차분모형 개발)

  • Ahn, Seong-Ho;Ha, Tae-Min;Cho, Yong-Sik
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2010.05a
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    • pp.52-56
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    • 2010
  • 본 연구에서는 지진해일의 전파 과정을 모의함에 있어 선형 천수방정식의 수치분산을 이용하는 기법이 아닌 선형 Boussinesq 방정식을 직접 차분하는 유한차분기법을 제안하였다. 지배방적식과 차분식의 일치성을 해석하기 위해 이산화 오차를 확인하고, 수치해의 안정적 수렴여부를 판단하기 위해 Von neumann 안정성 해석을 수행하였다. 또한 기법의 정확성을 검증하기 위하여 Gauss 분포의 초기 자유수면변위를 갖는 문제에 적용하여 선형 Boussinesq 방정식의 해석해와 비교하였다. 그 결과 기존의 선형 천수방정식을 차분화한 수치모형에 비하여 정확한 결과를 제공하였고 분산보정기법을 이용한 수치모형과 동일한 정확도를 보였으나 본 수치모형을 이용했을 때 비교적 넓은 범위의 조건에서 정확도 높은 결과를 제공하였다.

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Linear Stability of Plane Wall Jet (2차원 벽면제트의 선형안정성해석)

  • Cha, Jeong-Hun;Park, Seung-O;Kim, Mun-Eon
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.34 no.1
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    • pp.1-7
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    • 2006
  • Linear stability analysis of 2-dimensional wall jet is conducted by using parabolized stability equation (PSE). Wall jet is found to be modelled well by boundary layer approximation except for the neighborhood of the nozzle exit, and the introduction of local similarity variable makes the streamwise basic flow Reynolds number independent. Stability characteristics of the wall jet obtained

Nonlinear guided-wave properties in planar waveguides with two nonlinear bounding thin films (비선형 박막으로 둘러싸인 평면 광도파로에서의 비선형 도파광 특성)

  • 정종술;송석호;이일항
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.7 no.2
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    • pp.136-141
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    • 1996
  • We present a novel description of TE nonlinear guided waves in planar waveguides with two nonlinear bounding thin films. The nonlinear dispersion relations of the nonlinear waveguides are obtained by adopting the nonlinear transfer matrix. The optical properties obtained from these equations include: the power dependence of mode indices, the transition of the field maximum location, and the power distribution. The planar waveguide with self-focusing nonlinear layers shows the optical bistability of power-dependent mode indices, and the critical powers for the optical bistability increase with decreasing thickness of the nonlinear layers. The power distributions display the optical bistabilities, similar to those of nonlinear Fabry-Perot etalon.

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Nonlinear Stability Analysis of Boundary Layers by using Nonlinear Parabolized Stabiltiy Equations (Nonlinear PSE를 이용한 경계층의 비선형 안정성 해석)

  • Park, Dong-Hun;Park, Seung-O
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.39 no.9
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    • pp.805-815
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    • 2011
  • Nonlinear Parabolized Stability Equations(NSPE) can be effectively used to study more throughly the transition process. NPSE can efficiently analyze the stability of a nonlinear region in transition process with low computational cost compared to Direct Numerical Simulation(DNS). In this study, NPSE in general coordinate system is formulated and a computer code to solve numerically the equations is developed. Benchmark problems for incompressible and compressible boundary layers over a flat plate are analyzed to validate the present code. It is confirmed that the NPSE methodology constructed in this study is an efficient and effective tool for nonlinear stability analysis.

Observer Design for Discrete-Time Nonlinear Systems with Output Delay (출력지연을 갖는 이산시간 비선형 시스템의 관측기 설계)

  • Lee, Sung-Ryul
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC
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    • v.49 no.3
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    • pp.26-30
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    • 2012
  • This paper presents the observer design method for discrete-time nonlinear systems with delayed output. It is shown that by considering a nonlinear term of error dynamics as an additional state variable, the discrete-time nonlinear error dynamics with time delay can be transformed into the discrete-time linear one with time delay. Sufficient conditions for existence of state observer are characterized by linear matrix inequalities. Finally, an illustrative example is given in order to show the effectiveness of our design method.

Effect of Parametric Excitation on Lateral Vibrations of Long, Slender Marine Structures (장주형 해양구조물의 횡방향 진동에 대한 파라메트릭 가진의 효과)

  • Park, Han Il
    • Journal of Ocean Engineering and Technology
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    • v.7 no.1
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    • pp.73-80
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    • 1993
  • 본 연구에서는 장주형 해양구조물의 횡방향 진동에 대한 파라메트릭 가진 효과를 고찰하였다. 먼저, 장주형 해양구조물의 횡방향 운동에 대한 4계 편미방지배방정식을 비선형 Mathieu 방정식으로 유도하였다. 비선형 mathieu 방정식의 해를 구하여 장주형 해양구조물의 동적 반응 특성을 해석하였다. 유체 비선형 감쇠력은 불안정 조건하에 있는 파라메트릭 진동의 반응크기를 제한 하는데 중요한 역활을 한다. 파라메트릭 진동의 경우 가장 큰 반응크기는 Mathieu 안정차트의 첫번째 불안정 구간에서 일어난다. 반면에, 파라메트릭 진동과 강제진동의 결합 진동인 경우, 가장 큰 반응 크기는 두번째 불안정 구간에서 발생된다. 파라메트릭 가진으로 인한 장주형 해양구조물의 횡방향 운동은 동적조건에 따라 subharmonic, superharmonic 또는 chaotic 운동이 되기도 한다.

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Development of MLS Difference Method for Material Nonlinear Problem (MLS차분법을 이용한 재료비선형 문제 해석)

  • Yoon, Young-Cheol
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.29 no.3
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    • pp.237-244
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    • 2016
  • This paper presents a nonlinear Moving Least Squares(MLS) difference method for material nonlinearity problem. The MLS difference method, which employs strong formulation involving the fast derivative approximation, discretizes governing partial differential equation based on a node model. However, the conventional MLS difference method cannot explicitly handle constitutive equation since it solves solid mechanics problems by using the Navier's equation that unifies unknowns into one variable, displacement. In this study, a double derivative approximation is devised to treat the constitutive equation of inelastic material in the framework of strong formulation; in fact, it manipulates the first order derivative approximation two times. The equilibrium equation described by the divergence of stress tensor is directly discretized and is linearized by the Newton method; as a result, an iterative procedure is developed to find convergent solution. Stresses and internal variables are calculated and updated by the return mapping algorithm. Effectiveness and stability of the iterative procedure is improved by using algorithmic tangent modulus. The consistency of the double derivative approximation was shown by the reproducing property test. Also, accuracy and stability of the procedure were verified by analyzing inelastic beam under incremental tensile loading.

Transition Prediction of compressible Axi-symmetric Boundary Layer on Sharp Cone by using Linear Stability Theory (선형 안정성 이론을 이용한 압축성 축 대칭 원뿔 경계층의 천이지점 예측)

  • Park, Dong-Hoon;Park, Seung-O
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.36 no.5
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    • pp.407-419
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    • 2008
  • In this study, the transition Reynolds number of compressible axi-symmetric sharp cone boundary layer is predicted by using a linear stability theory and the -method. The compressible linear stability equation for sharp cone boundary layer was derived from the governing equations on the body-intrinsic axi-symmetric coordinate system. The numerical analysis code for the stability equation was developed based on a second-order accurate finite-difference method. Stability characteristics and amplification rate of two-dimensional second mode disturbance for the sharp cone boundary layer were calculated from the analysis code and the numerical code was validated by comparing the results with experimental data. Transition prediction was performed by application of the -method with N=10. From comparison with wind tunnel experiments and flight tests data, capability of the transition prediction of this study is confirmed for the sharp cone boundary layers which have an edge Mach number between 4 and 8. In addition, effect of wall cooling on the stability of disturbance in the boundary layer and transition position is investigated.

Revised Surface Gradient Method for the Hyperbolic-Type Shallow-Water Equations on Irregular Bathymetry (불규칙 지형상의 쌍곡선형 천수방정식 해석을 위한 개선 표면경사법)

  • Kim Dae-Hong;Yi Yong-Kon;Cho Yong-Sik
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2005.05b
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    • pp.424-428
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    • 2005
  • 본 연구에서는 임의로 변화하는 지형상에 적용시에 보존 특성이 성립하는 쌍곡선형 천수방정식 해석 기법을 개발하였다. 일반적으로 쌍곡선형의 천수방정식은 상류와 사류를 쉽고 정확하게 해석할 수 있고, 또한 Euler 방정식 해석기법을 이용한 다양한 해석기법이 개발되어 있다는 장점을 지니고 있다. 그러나 바닥지형이 변화하는 경우, 생성항과 플럭스항 사이에 수치적 해석기법 차이에서 발생하는 수치적 불균형이 발생하여 수치모형의 적용성이 현저하게 저하된다. 따라서 본 연구에서는 이와 같은 현상을 개선하기 위하여, 기존의 표면경사법을 개선한 기법을 제시하였다. MUSCL-Hancock 기법과 HLLC 근사 Riemann 기법을 이용하였으며, 플럭스항과 수치적 균형을 이루기 위한 이산화기법을 제안하였다. 모형의 검증을 위하여 정상류 상태의 상류와 사류 해석을 수행하였고, 마른바닥에서의 댐붕괴파와 수직한 지형 변화를 갖는 수로상의 서지의 진행 등과 같은 부정류에 대하여 적용하였다. 적용결과, 매우 정확하고 수치적으로 안정된 계산결과를 얻었다.

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