Korean Journal of Computational Design and Engineering
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v.11
no.1
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pp.1-10
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2006
This paper addresses B-spline curve approximation of a set of ordered points to a specified toterance. The important issue in this problem is to reduce the number of control points while keeping the desired accuracy in the resulting B-spline curve. In this paper we propose a new method for error-bounded B-spline curve approximation based on adaptive selection of dominant points. The method first selects from the given points initial dominant points that govern the overall shape of the point set. It then computes a knot vector using the dominant points and performs B-spline curve fitting to all the given points. If the fitted B-spline curve cannot approximate the points within the tolerance, the method selects more points as dominant points and repeats the curve fitting process. The knots are determined in each step by averaging the parameters of the dominant points. The resulting curve is a piecewise B-spline curve of order (degree+1) p with $C^{(p-2)}$ continuity at each knot. The shape index of a point set is introduced to facilitate the dominant point selection during the iterative curve fitting process. Compared with previous methods for error-bounded B-spline curve approximation, the proposed method requires much less control points to approximate the given point set with the desired shape fidelity. Some experimental results demonstrate its usefulness and quality.
A method to deduce the rotational magnetization curve from experimental magnetization of partially aligned uniaxial anisotropy system has been investigated. The curve obtained by this process has been evaluated quire close to the theoretical magnetization curve compared to that obtained by linear extrapolation from high field data. This new approach offers better accuracy for the determination of magnetic anisotropy by fitting a calculated magnetization curve to the obversed one.
The problem of fitting B-spline curves to planar point clouds is studied in this paper. A novel method is proposed to deal with the most challenging case where multiple intersecting curves or curves with self-intersection are necessary for shape representation. A method based on Delauney Triangulation of data points is developed to identify connected components which is also capable of removing outliers. A skeleton representation is utilized to represent the topological structure which is further used to create a weighted graph for deciding the merging of curve segments. Different to existing approaches which utilize local shape information near intersections, our method considers shape characteristics of curve segments in a larger scope and is thus capable of giving more satisfactory results. By fitting each group of data points with a B-spline curve, we solve the problems of curve structure reconstruction from point clouds, as well as the vectorization of simple line drawing images by drawing lines reconstruction.
It is a recent trend for advanced ships and submarines to incorporate composite structures with viscoelastically damping material. Much research has been done on curve-fitting techniquesto identify vibration characteristic parameters such as natural frequencies, modal damping ratios, and mode shapes of the composite structure. In this study, an advanced technique for accurately determining vibration characteristic of a circular cylindrical shell-attached viscoelastically damping material is used, based on a multi-degree of freedom (MDOF) curve-fitting method. First, an initial value is obtained by using a linear least square method. Next, using the initial value, the exact modal parameters of the composite circular cylindrical shell are obtained by using a nonlinear least square method. Results show computation time is greatly decreased and accurate results are obtained by the MDOF curve-fitting method.
The cone pressuremeter test (CPM) is a new in-situ test which combines a standard cone penetration test with a pressuremeter. The cone pressuremeter tests in clay are presented and analyzed. An analytical solution of CPM incorporated non-linear soil behavior with no volume change is presented, and curve fitting technique is proposed to make use of both the loading and unloading portions of the pressuremeter test. The proposed method is accomplished by putting greater emphasis on the unloading portion. Twenty CPM tests are analyzed using the proposed method, and the derived undrained shear strength of soil is compared with other tests such as field vane tests and laboratory tests. The interpreted soil parameters had resonable values when compared to other in-situ and laboratory test results. The cone pressuremeter has provided reliable measures of undrained shear strength using curve fitting method.
This paper introduced the new calibration algorithm of a straight-type five-hole pressure probe necessary for calculating three-dimensional flow velocity components. The new velocity data reduction method using both a commercial two-dimensional curve-fitting program and the zone partition method of a calibration map was firstly introduced in this study. This new calibration method can be applied up to the wide flow angle of ${\pm}80^{\circ}$ despite of using a five-hole pressure probe because this data reduction method showed a comparatively good performance in calculating yaw and pitch angles from the calibration map.
Several damping materials have been employed to reduce the vibration of structures. While it is important to estimate the damping matrix when analyzing damped composite structures using the finite element method (FEM), at present, there is no FEM program that can correctly estimate the damping matrix. In this paper, a new global curve-fitting method is proposed for identifying the system parameters of non-proportional damping structures using a frequency response function. An experimental test for a cantilever beam attached damping material was carried out to verify the performance of the method proposed in this study.
Slemp, Wesley C.H.;Hallauer, William L. Jr.;Kapania, Rakesh K.
Smart Structures and Systems
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v.4
no.3
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pp.279-290
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2008
The modeling and parameter estimation of a damped one-degree-of-freedom mass-spring system is examined. This paper presents a method for estimating the system parameters (damping coefficients and natural frequency) from measured free-vibration motion of a system that is modeled to include both subcritical viscous damping and kinetic Coulomb friction. The method applies a commercially available least-squares curve-fitting software function to fit the known solution of the equations of motion to the measured response. The method was tested through numerical simulation, and it was applied to experimental data collected from a laboratory mass-spring apparatus. The mass of this apparatus translates on linear bearings, which are the primary source of light inherent damping. Results indicate that the curve-fitting method is effective and accurate for both perfect and noisy measurements from a lightly damped mass-spring system.
Kim, Choel;Hyun, Seok-Jeong;Son, Jong-Ho;Shin, Se-Hyun
Proceedings of the KSME Conference
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2003.11a
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pp.1334-1339
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2003
An efficient method is developed for the shape optimization of 2-D structures. The sequential linear programming is used for minimization problems. Selected set of master nodes are employed as design variables and assigned to move towards the normal direction. After adapting the nodes on the design boundary, the B-spline curves and mesh smoothing schemes are used to maintain the finite element in good quality. Finally, a numerical implementation of optimum design of an automobile torque converter piston subjected to pressure and centrifugal loads is presented. The results shows additional weight up to 13% may be saved after the shape optimization.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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