본 논문에서는 외연적 수치해석기법을 사용한 RC슬래브와 연성충격체의 충돌시뮬레이션 수행시 결과에 영향을 미칠 수 있는 영향인자들에 대한 변수연구를 수행하여 각 인자들이 해석결과에 미치는 영향을 고찰하였다. 수치시뮬레이션은 1970~1980년대에 독일에서 원자력발전소의 항공기충돌 설계와 관련하여 수행한 다수의 시험 중 하나인 Meppen test에 대하여 수행하였으며, 총 21case의 실험 중 II/4 실험의 경우를 대상으로 하였다. 수치해석에 사용한 software는 LSTC사의 LS-DYNA이며, 변수연구에서 고려한 인자로는 콘크리트와 강재의 재료모델, strain rate 효과, 지점조건의 모델링 방법 등이다. 이러한 인자들에 대한 적절한 고려를 통해 보다 정확한 시뮬레이션 결과를 얻을 수 있으며, 특히 콘크리트 재료모델의 경우 해석결과에 미치는 영향이 가장 크므로 각 모델별 특징을 사전에 인지하고 해석케이스에 적절한 재료모델을 선택하는 것이 중요할 것으로 판단된다.
본 연구에서는 수 많은 입자가 포함된 다물체 동역학 모델을 시뮬레이션 하여 그 결과를 도출하였다. 수 많은 입자들은 GPU 를 적용한 이산 요소법을 이용해 풀었다. 입자들의 Contact Force 를 계산하기 위해 Fast Algorithm 이 적용되었고 계산 속도 향상을 위해 NVIDIA 사의 CUDA 프로그래밍을 하였다. 입자들간의 계산은 Explicit 적분기가 사용되었으며 다물체 동역학은 순환 공식(Recursive Formulation)을 사용 하고 Implicit 적분기를 사용하였다. 입자들과 다물체 사이의 Contact Force 를 동시에 시뮬레이션 하기 위해서 입자동역학과 다물체 동역학의 통합해석을 할 수 있는 알고리즘을 개발하였다. 수치 실험의 예로서 화물트럭의 입자 영향을 알아 보기 위한 화물트럭 모델과 대부분의 동력 전달 장치에 사용되는 기어 모델을 시뮬레이션 하였다.
The problem of designing dynamic output feedback sliding mode controllers for uncertain multivariable linear systems is considered. Using linear matrix inequalities(LMIs), a feasibility condition for the design problem is derived. Explicit fomulas of the gain matrices of a full order output feedback sliding mode controller in terms of the solution matrices of the LMI condition is given. A simple LMI-based algorithm for designing output feedback sliding mode controllers is also given. Finally, numerical design examples are given to show the effectiveness of the proposed method.
I study optimal consumption and investment choices of an infinitely-lived economic agent with a general time-separable von Neumann-Morgenstern utility under general borrowing constraints against future labor income. An explicit solution is provided by the dynamic programming method. It is shown that the optimal consumption and risky investment decrease as the borrowing constraints become stronger.
Purpose: To develop an advanced non-linear curve fitting (NLCF) algorithm for dynamic susceptibility contrast study of brain. Materials and Methods: The first pass effects give rise to spuriously high estimates of $K^{trans}$ in voxels with large vascular components. An explicit threshold value has been used to reject voxels. Results: By using this non-linear curve fitting algorithm, the blood perfusion and the volume estimation were accurately evaluated in T2*-weighted dynamic contrast enhanced (DCE)-MR images. From the recalculated each parameters, perfusion weighted image were outlined by using modified non-linear curve fitting algorithm. This results were improved estimation of T2*-weighted dynamic series. Conclusion: The present study demonstrated an improvement of an estimation of kinetic parameters from dynamic contrast-enhanced (DCE) T2*-weighted magnetic resonance imaging data, using contrast agents. The advanced kinetic models include the relation of volume transfer constant $K^{trans}\;(min^{-1})$ and the volume of extravascular extracellular space (EES) per unit volume of tissue $\nu_e$.
본 논문에서는 복합재 파손에 의한 음향방출해석을 3차원 유한요소법과 외연시간적분법을 이용하여 구현하였다. 음원모델은 등가체적력 모델을 사용하였다. 계산기법의 타당성을 검증하기 위해 단일 섬유가 내재된 등방성 평판에서 섬유파손 시 발생하는 탄성파에 의한 동적변위를 시험과 비교하였다. 적층 복합재의 경우, 섬유와 기지를 각기 모델링한 방법과 균질화한 모델을 비교하여 차이점을 비교하였다. 음향방출에서 발생하는 고주파 성분을 검출하기 위해 계산시간 스텝이 매우 작아야 하며, 매우 많은 자유도의 모델이 동반되어야 한다. 이러한 대규모 문제를 효과적으로 해결하기 위해 병렬 계산 기법을 도입하였다.
A realtime simulator using an explicit integration method is introduced to improve the solving performance for the dynamic analysis of a wheeled vehicle. Because a full vehicle system has many parts, the development of a numerical technique for multiple d.o.f. and ground contacts has been required to achieve a realtime dynamics analysis. This study proposes an efficient realtime solving technique that considers the wheeled vehicle dynamics behavior with full degrees of freedom and wheel contact with soft ground such as sand or undersea ground. A combat vehicle was developed to verify this method, and its dynamics results are compared with commercial programs using implicit integration methods. The combat vehicle consists of a chassis, double wishbone type front and rear suspension, and drive train. Some cases of vehicle dynamics analysis are carried out to verify the realtime ratio.
The constrained motion requires the determination of constraint force acting on unconstrained systems for satisfying given constraints. Most of the methods to decide the force depend on numerical approaches such that the Lagrange multiplier method, and the other methods need vector analysis or complicated intermediate process. In 1992, Udwadia and Kalaba presented the generalized inverse method to describe the constrained motion as well as to calculate the constraint force. The generalized inverse method has the advantages which do not require any linearization process for the control of nonlinear systems and can explicitly describe the motion of holonomically and/or nongolonomically constrained systems. In this paper, an explicit equation to describe the constrained motion is derived by minimizing the performance index, which is a function of constraint force vector, with respect to the constraint force. At this time, it is shown that the positive-definite weighting matrix in the performance index must be the inverse of mass matrix on the basis of the Gauss's principle and the derived differential equation coincides with the generalized inverse method. The effectiveness of this method is illustrated by means of two numerical applications.
The crashworthiness of vehicles with finite element methods depends on the geometry modeling and the material properties. The vehicle body structures are generally composed of various members such as frames, stamped panels and deep-drawn parts from sheet metals. In order to ensure the impact characteristics of auto-body structures, the dynamic behavior of sheet metals must be examined to provide the appropriate constitutive relation. In this paper, high strain-rate tensile tests have been carried out with a tension type split Hopkinson bar apparatus specially designed for sheet metals. Experimental results from both static and dynamic tests with the tension split Hopkinson bar apparatus are interpolated to construct the Johnson-Cook and a modified Johnson-Cook equation as the constitutive relation, that should be applied to simulation of the dynamic behavior of auto-body structures. Simulation of auto-body structures has been carried out with an elasto-plastic finite element method with explicit time integration. The stress integration scheme with the plastic predictor-elastic corrector method is adopted in order to accurately keep track of the stress-strain relation for the rate-dependent model accurately. The crashworthiness of the structure with quasi-static constitutive relation is compared to the one with the rate-dependent constitutive model. Numerical simulation has been carried out for frontal frames and a hood of an automobile. Deformed shapes and the Impact energy absorption of the structure are investigated with the variation of the strain rate.
MacCormack 방법은 hyperbolic 편미분 방정식의 근을 구하는데 많이 쓰이는 방법으로 그 정확도가 2차 오더가 된다. 하지만 이 방법으로 편미분방정식을 풀 경우 불연속인 점에서는 엔트로피를 만족하지 않는 경우가 있어 우리는 임의의 항을 첨가하여 근을 구해야한다. 이 임의의 항을 첨가하지 않고 직접 방정식으로부터 구하는 방법을 생각하는데 있어서 기존의 MacCormack 방법에 새 central scheme의 개념을 이용하면 전형적인 MacCormack 방법의 정확도와 장점을 보존할 수 있다. 이 새로운 방법을 이용하여 1D Burgers' 방정식과 1D Euler gas dynamic 방정식에 활용하여 그 결과를 살펴본다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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