• 제목/요약/키워드: 중심차분

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제어 알고리즘 구현을 위한 새로운 미분값 유도 방법 (New approach method of finite difference formulas for control algorithm)

  • 김태엽
    • 전기전자학회논문지
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    • 제23권3호
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    • pp.817-825
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    • 2019
  • 마이크로프로세서를 이용한 제어알고리즘 구현에서 차분방정식이 매우 유용하게 사용된다. 샘플링 데이터로부터 미분 값을 추정하기 위해 전향, 후향 및 중심 차분 방식이 사용되어왔다. 차분 값을 계산하기 위해서는 차분계수가 매우 중요하다. 본 논문에서는 유한 차분 계수를 계산하기 위한 새로운 방식을 제시하고자 한다. 제안된 방식의 유효성을 입증하기 위해 RLS 알고리즘을 적용한 파라미터 추정에 대하여 적용하였다.

평면 4:1 수축을 지나는 어퍼 콘벡티트 맥스웰유체 유동의 수치 시뮬레이션 (Numerical simulation of upper convected maxwell fluid flow through planar 4:1 contraction)

  • 송진호;유정열
    • 대한기계학회논문집
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    • 제11권1호
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    • pp.160-169
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    • 1987
  • 본 논문에서는 위의 연구에서 제안되는 즉, 유동장 내에서 형식이 변화되는 새롭고 보다 정확한 형태의 와도방정식을 사용하여 평면 4:1수축을 지나는 유동을 수 치모사하고자 한다. 2장에서는 UCM유체의 평면 Poiseuille 유동 및 평면 4:1수축을 지나는 유동을 개략적으로 고찰하고, 유동장이 와도에 관하여 타원형 혹은 쌍곡선형으 로 구별될 수 있음을 밝힌다. 3장에서는 Murman과 Cole의 형식에 따른 차분법을 원 용하여 Crochet, Davies와 Walters의 유한차분법을 개선함으로써, 와도방정식을 수치 근사하는데 있어서, 타원형 구역에서는 중심차분 근사, 쌍곡선형 구역에서는 후진차분 근사하는 방법을 도입 한다. 4장에서는 본 연구의 계산 결과를 R=0에 대한 Davies, Lee와 Webster의 계산결과와 비교하고, 레이저를 이용한 Walters와 Rawlinson의 유동 가시화 실험과도 정성적인 비교를 한다.즉 유동함수의 분포를 실험 및 종래의 계산 결과와 비교하며, 와도, 응력의 분포를 와도의 형식변화 관점에서 검토하였다.

노이즈 불확실성하에서의 확장칼만필터의 변종들과 코스트 레퍼런스 파티클필터를 이용한 표적추적 성능비교 (Performance Comparison of Various Extended Kalman Filter and Cost-Reference Particle Filter for Target Tracking with Unknown Noise)

  • 신명인;홍우영
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제27권3호
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    • pp.99-107
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    • 2018
  • 본 논문에서는 비선형성을 가지는 측정방정식의 상태값을 효과적으로 추정할 수 있는 확장칼만필터(Extended Kalman Filter/EKF)와 확장칼만필터의 변종들 그리고 코스트 레퍼런스 파티클필터(Cost-Reference Particle Filter/CRPF)를 이용하여 이차원 공간에서 표적추적 성능에 관하여 연구한다. 확장칼만필터의 변종으로 분산점칼만필터(Unscented Kalman Filter/UKF), 중심차분칼만필터(Central Difference Kalman Filter/CDKF), 제곱근 분산점칼만필터(Square Root Unscented Kalman Filter/SR-UKF) 그리고 제곱근 중심차분칼만필터(Square Root Central Difference Kalman Filter/SR-CDKF)를 소개한다. 본 연구에서는 노이즈가 불확실한 표적에 대하여 몬테카를로 시뮬레이션 기법을 이용하여 각 필터들의 평균제곱오차(Mean Square Error/MSE)를 계산하였다. 시뮬레이션 결과 확장칼만필터의 변종들 중에서 제곱근 중심차분칼만필터가 속도와 성능 면에서 가장 우수한 결과를 보여주었다. 코스트 레퍼런스 파티클 필터는 확장칼만필터와 다르게 노이즈의 확률 분포를 알 필요가 없다는 유리한 특성을 가지고 있으며 시뮬레이션 결과 제곱근 중심차분칼만필터보다 처리속도 및 정확도 면에서 우수한 결과를 보여주었다.

레블셋 기법을 이용한 파랑 조파 (Water Wave Generation by Level Set Method)

  • 이해균;이남주
    • 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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    • 한국콘텐츠학회 2012년도 춘계 종합학술대회 논문집
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    • pp.143-144
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    • 2012
  • 전통적인 VOF 기법을 이용한 내부 조파 방법을 레블셋 기법에 적용하였다. 기하학적으로 유리한 유한요소법을 이용하여, Navier-Stokes 방정식의 공간차분에는 Characteristic Galerkin 기법을, 시간차분에는 Fractional Four-step 기법을 적용하였다. 중심(x=0)에서 전파하는 경우, 외부조파에 의한 영역내 재반사 문제가 해결되어 선형파를 의도한 바대로 잘 조파할 수 있었다.

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레블셋 유한요소 기법을 이용한 내부 조파 (Internal Wave-Maker with the Level-Set Finite Element Approach)

  • 이해균;이남주
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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    • pp.181-184
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    • 2012
  • 기존에 제시된 Lin 과 Liu (1999)의 VOF 기법을 이용한 내부 조파 방법을 레블셋 기법에 적용하였다. 기하학적으로 유리한 유한요소법을 이용하여, Navier-Stokes 방정식의 공간차분에는 Characteristic Galerkin 기법을, 시간차분에는 Fractional Four-Step 기법을 적용하였다. 그림에 보인 바와 같이 중심(x=0)에서 전파하는 경우, 외부조파에 의한 영역내 재반사 문제가 해결되어 선형파를 의도한 바대로 잘 조파할 수 있었다.

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영상의 차분 값을 이용한 대량의 비밀 메시지 은닉 기법 (The Hiding Scheme of Mass Security Messages Using the Difference Value of Image)

  • 박영란;박지환
    • 한국멀티미디어학회:학술대회논문집
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    • 한국멀티미디어학회 2004년도 춘계학술발표대회논문집
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    • pp.171-174
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    • 2004
  • 커버 영상에 비밀 메시지를 은닉하기 위한 효과적인 스테가노그라피 기법을 제안한다. 커버 영상을 겹치지 않게 연속된 3개의 픽셀 단위로 블록을 나누어, 가운데 픽셀을 중심으로 좌·우 픽셀과의 차분을 각각 계산하여 비밀 메시지를 은닉한다 본 논문에서는 영상의 질을 높이면서 대량의 비밀 메시지를 숨길 수 있는 방식을 제안한다. 또한, 비밀 메시지를 은닉시킬 때, 커버 영상의 특성을 고려하여 영상에 적응적으로 데이터를 삽입하였다.

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LES에서 중심 및 상류 컴팩트 차분기법의 적합성에 관하여 (III) -동적 오차 해석 - (On the Suitability of Centered and Upwind-Biased Compact Difference Schemes for Large Eddy Simulations (III) - Dynamic Error Analysis -)

  • 박노마;유정열;최해천
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제27권7호
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    • pp.995-1006
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    • 2003
  • The suitability of high-order accurate, centered and upwind-biased compact difference schemes for large eddy simulation is evaluated by a dynamic analysis. Large eddy simulation of isotropic turbulence is performed with various dissipative and non-dissipative schemes to investigate the effect of numerical dissipation on the resolved solutions. It is shown by the present dynamic analysis that upwind schemes reduce the aliasing error and increase the finite differencing error. The existence of optimal upwind scheme that minimizes total numerical error is verified. It is also shown that the finite differencing error from numerical dissipation is the leading source of numerical errors by upwind schemes. Simulations of a turbulent channel flow are conducted to show the existence of the optimal upwind scheme.

LES에서 중심 및 상류 컴팩트 차분기법의 적합성에 관하여 (I) - 수치 실험 - (On the Suitability of Centered and Upwind-Biased Compact Difference Schemes for Large Eddy Smulation (I) - Numerical Test -)

  • 박노마;유정열;최해천
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제27권7호
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    • pp.973-983
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    • 2003
  • The suitability of high-order accurate, centered and upwind-biased compact difference schemes is evaluated for large eddy simulation of turbulent flow. Two turbulent flows are considered: turbulent channel flow at Re = 23000 and flow over a circular cylinder at Re = 3900. The effects of numerical dissipation on the finite differencing and aliasing errors and the subgrid-scale stress are investigated. It is shown through the simulations that compact upwind schemes are not suitable for LES, whereas the fourth order-compact centered scheme is a good candidate for LES provided that proper dealiasing of nonlinear terms is performed. The classical issue on the aliasing error and the treatment of nonlinear terms is revisited with compact difference schemes.

초음속 유동장 내의 확산 화염에 관한 수치 연구 (A Numerical Study of Diffusion Flames in Supersonic Flow)

  • 김지호;윤영빈;정인석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 1997년도 제9회 학술강연회논문집
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    • pp.17-17
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    • 1997
  • 극초음속 여객기와 군사용 항공기에 대한 수요가 증가함에 따라서 새로운 개념의 다양한 추진기관이 연구가 진행되고 개발되어 왔다. 초음속 항공기의 속도 영역은 마하 10-20 정도가 되는데 이 속도 한계를 극복하기 위하여 초음속 연소 램제트 엔진(SCRamjet; Supersonic Combustion Ramjet)이 제안되었다. 스크램 제트를 개발하기 위해서는 연료와 산화제의 혼합 효율 문제, 화염의 안정화 문제, 벽면의 냉각에 관한 문제 등 몇 가지 기본적인 문제들을 해결해야 한다. Univ of Michigan에서 실험한 연소기를 모델로 본 연구에서는 연료와 공기의 혼합에 관한 수치 연구를 수행하였다. 다원 혼합기체에 관한 축대칭 Navier-Stokes 방정식을 지배 방정식을 이용하였고 비평형 화학반응식을 고려하였다. 공간 차분에는 유한 체적법을 이용하였다. 대류 플럭스 항은 Roe의 Upwind FDS 기법을 사용하여 차분하였고 점성항에는 중심 차분법을 이용하였다. 시간 적분법으로는 근사 자코비안과 LU분할 기법을 이용한 완전 내재적 방법이 쓰였다. 난류 모델로는 Mentor에 의해 제안된 2 방정식 k-$\varepsilon$/k-$\omega$ 혼합모델을 사용하였다. 유동장이 실험에서의 찍은 사진과 유사한 모습의 충격파 간섭을 수치 모사하였고 수소가 확산되는 모습과 함께 노즐 lip 주위의 재순환 영역에 대해서 살펴볼 수 있었다.

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축대칭 초음속 공기흡입구의 설계점/비설계점 유동 연구 (Numerical Simulation of Axi-Symmetric Supersonic Intake Flow Operating on Design & Off-Design Conditions)

  • 김성돈;정인석;최정열
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2000년도 제15회 학술강연회논문초록집
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    • pp.20-20
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    • 2000
  • 2개의 경사 충격파와 하나의 수직 충격파로 초음속 유동을 압축하는 초음속 공기 흡입구의 수치적 연구를 수행하였다. 지배방정식으로는 Navier-Stokes방정식을 사용하였고 난류모델로는 SST 모델을 사용하였다. 지배방정식의 점성항 계산에는 중심차분법을 사용하였고 대류항 계산에는 풍상차분법인 Roe의 FDS기법을 MUSCL기법과 결합하여 이용하였다. 유한 체적법을 이용하여 차분된 방정식은 LU분할 기법을 이용한 완전 내재적 방법으로 2차 정확도 시간 적분으로 비정상 과정의 연구를 수행하였다. 흡입구 배압을 정해주어야 하는 어려움을 해결하기 위해 흡입구 후면에 노즐을 달고 노즐의 면적을 조절하여 배압이 형성되도록 하였다.(중략)

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