• 제목/요약/키워드: Linearized model

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Prediction of 305 Days Milk Production from Early Records in Dairy Cattle Using an Empirical Bayes Method

  • Pereira, J.A.C.;Suzuki, M.;Hagiya, K.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제14권11호
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    • pp.1511-1515
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    • 2001
  • A prediction of 305 d milk production from early records using an empirical Bayes method (EBM) was performed. The EBM was compared with the best predicted estimation (BPE), test interval method (TIM), and the linearized Wood's model (LWM). Daily milk yields were obtained from 606 first lactation Japanese Holstein cows in three herds. From each file of 305 daily records, 10 random test day records with an interval of approximately one month were taken. The accuracies of these methods were compared using the absolute difference (AD) and the standard deviation (SD) of the differences between the actual and the estimated 305 d milk production. The results showed that in the early stage of the lactation, EBM was superior in obtaining the prediction with high accuracy. When all the herds were analyzed jointly, the AD during the first 5 test day records were on average 373, 590, 917 and 1,042 kg for EBM, BPE, TIM, and LWM, respectively. Corresponding SD for EBM, BPE, TIM, and LWM were on average 488, 733, 747 and 1,605 kg. When the herds were analyzed separately, the EBM predictions retained high accuracy. When more information on the actual lactation was added to the prediction, TIM and LWM gradually achieved better accuracies. Finally, in the last period of the lactation, the accuracy of both of the methods exceeded EBM and BPM. The AD for the last 2 samples analyzing all the herds jointly were on average 141, 142, 164, and 214 kg for LWM, TIM, EBM, and BPE, respectively. In the current practices of collecting monthly records, early prediction of future milk production may be more accurate using EBM. Alternatively, if enough information of the actual lactation is accumulated, TIM may obtain better accuracy in the latter stage of lactation.

FBW 항공기의 DDV 구동장치에 대한 운동특성 해석 (Analysis on the Dynamic Characteristics of a DDV Actuation System of a FBW Aircraft)

  • 남윤수;박해균
    • 한국항공우주학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.74-80
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    • 2006
  • 본 논문은 선형 전기모터가 유압밸브 스풀(valve spool)을 직접 움직이는 직접구동밸브 (DDV: direct drive valve) 방식 유압서보 엑츄에이터의 제어 및 고장 모니터링에 관한 것이다. 유압서보 구동장치는 밸브 스풀을 통한 유량 흐름 특성으로 인하여 비선형 운동 특성을 갖게 된다. DDV 구동장치에 관한 비선형 운동 모델을 제시하고, 이를 선형화 시켜 DDV 구동장치의 제어계 및 고장 감지계 설계에 유용하게 사용될 수 있는 단순화된 선형 모델을 제시하였다. 한편, 조종면 구동 엑츄에이터가 만족시켜야 하는 성능 그리고 안전 작동에 관한 요구조건에 대하여 논의한 후, 이를 만족시키기 위한 제어계 및 고장 감지계의 구조에 대한 논의를 한다. 3중의 다중화 구조를 갖는 유압 DDV 구동장치의 운동 특성을 해석할 수 있는 수치해석 모델이 개발되었다.

축소형 회전익 항공기의 간략화된 동적 모델링 (Simplified Dynamic Modeling of Small-Scaled Rotorcraft)

  • 이환;이상기
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권8호
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    • pp.56-64
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    • 2005
  • 모형헬리콥터를 이용한 무인항공기 설계를 위해 비선형 형태의 수학적 모델이 선행되어야 한다. 모형헬리콥터는 실기 헬리콥터에 비해 회전수가 훨씬 높으며 따라서 동특성도 실물기에 비해 훨씬 빠르다는 차이점이 있다. 본 논문에서는 축소형 헬리콥터의 수학적 모델링에 필요한 정식화과정으로서 복잡성을 최소화하면서도 실제의 동특성에 잘 부합하도록 각 구성요소별로 계산한 후 전체로 합산하는 방법을 제시하였다. 제자리 비행과 전진비행에서 수치계산을 통해 트림 값들을 계산하고 제자리 비행조건에서 선형 시스템을 해석하여 모형헬리콥터의 비행모드를 분석하였다. 계산결과 일반적인 경향은 몇 가지 작은 부분 이외에는 대체로 다른 연구결과와 비슷하였다. 이 과정을 검증하기 위해서 비행시험을 수행하여 시스템식별에 의한 결과와 비교하는 연구가 후속 수행될 예정이다.

Current effects on global motions of a floating platform in waves

  • Shen, Meng;Liu, Yuming
    • Ocean Systems Engineering
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    • 제7권2호
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    • pp.121-141
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    • 2017
  • The purpose of this paper is to understand and model the slow current (~2 m/s) effects on the global response of a floating offshore platform in waves. A time-domain numerical simulation of full wave-current-body interaction by a quadratic boundary element method (QBEM) is applied to compute the hydrodynamic loads and motions of a floating body under the combined influence of waves and current. The study is performed in the context of linearized potential flow theory that is sufficient in understanding the leading-order current effect on the body motion. The numerical simulations are validated by quantitative comparisons of the hydrodynamic coefficients with the WAMIT prediction for a truncated vertical circular cylinder in the absence of current. It is found from the simulation results that the presence of current leads to a loss of symmetry in flow dynamics for a tension-leg platform (TLP) with symmetric geometry, resulting in the coupling of the heave motion with the surge and pitch motions. Moreover, the presence of current largely affects the wave excitation force and moment as well as the motion of the platform while it has a negligible influence on the added mass and damping coefficients. It is also found that the current effect is strongly correlated with the wavelength but not frequency of the wave field. The global motion of a floating body in the presence of a slow current at relatively small encounter wave frequencies can be satisfactorily approximated by the response of the body in the absence of current at the intrinsic frequency corresponding to the same wavelength as in the presence of current. This finding has a significant implication in the model test of global motions of offshore structures in ocean waves and currents.

초거대자기저항(CMR) 현상을 보이는 Spinel $Fe_{1-x}Cu_xCr_2S_4$의 전자구조 연구 (Electronic Structures of Colossal Magnetoresistive (CMR) $Fe_{1-x}Cu_xCr_2S_4$Spinels)

  • 박민식;윤석주;민병일
    • 한국자기학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.111-117
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    • 1998
  • 최근 perovskit 구조의 망간산화물에서 발견된 초거대자기저항(colossal magnetoresistance: CMR) 현상의 발견은 물리적 특이성과 공업적인 응용 가능성으로 학계의 큰 주목을 받고 있다. 그런데 이러한 CMR 현상은 망간화산화물외에 pyrochlore 구조의 Tl2Mn2O7과 spinel 구조의 Cr-황화물에서도 관측됨었음이 보고되었다. 본 논문에서는 Cr-황화물 Fe1-xCuxCr2S4 (x=0.0, 0.5, 1.0)의 전자구조를 구재밀도근사(local density approximation: LDA) lineatized muffintin orbital(LMTO) 밴드계산 방법을 이용하여 연구하였다. 그 결과 x=0.0, 0.5에 대한 특성저항은 절반금속(Half-Metal)성질과 얀-텔러(Jahn-Teller) 효과를 적용하여 정성적인 이해가 가능하였다. 특히, x=0.0, 0.5, 1.0각각에 대해서 전도모델을 제시하여, 계산결과로 얻어진 절반금속 전자구조가 CMR 현상과 밀접한 관련이 있음을 예측하였다.

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소형 이동 로봇을 위한 회전형 보이스 코일 구동기 개발 (Design of Rotating Moving-Magnet-Type VCM Actuator for Miniaturized Mobile Robot)

  • 신부현;이승엽;이경민;오동호
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권12호
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    • pp.1529-1534
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    • 2013
  • 전자기력을 이용한 소형 회전 무빙 자석 타입 보이스 코일 구동기를 소형 이동 로봇을 위해 개발하였다. 1개의 자석과 1개의 코일 그리고 1개의 요크로 이루어진 간단한 구조이다. DC 모터와 같이 선형으로 근사화한 이론적인 모델링으로 성능을 예측하였고, 유한 요소 해석 프로그램으로 모터 상수와 복원력 상수를 계산하여 자석과 코일 사이의 공극에 따른 성능을 예측하였다. 시작품을 제작하여 실험을 통하여 60Hz 에서 공진 주파수를 가지고 주파수 대역폭이 80Hz를 가짐을 확인하여 모델링을 검증하였다. 그리고 정적으로 1.5V 입력 전압으로 약 20 deg의 회전을 확인하였다. 제안된 구동기는 개루프 제어가 가능하여 회로 구성을 간단히 할 수 있다.

상용급 재가열로에서 소재 온도 예측을 위한 해석과 실험 결과의 비교 분석 (The Comparative Analysis of Numerical and Experimental Results for Prediction of Workpiece Temperature in the Commercial Reheating Furnace)

  • 이춘식;이재용;유보현;임동렬
    • 한국가스학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.74-79
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    • 2019
  • 상용급 재가열로 내부 소재 온도 측정을 위하여 특수 제작된 시험용 시편을 사용하고, 실시간 온도 예측을 위하여 선형화 된 열모델이 적용되었다. 적용된 로는 Walking Beam Type이고 소재의 형상은 폭 160mm, 높이 160mm, 길이 8100mm의 STS302 재질이며 온도 측정을 위해 폭, 높이와 길이 방향으로 총 6개의 열전대를 설치하였다. 로내의 분위기 온도는 섭씨 1265도까지 상승시켰으며 소재의 장입부터 토출까지 약 2.5시간이 소요되었다. 시험결과, 토출 시 소재의 온도는 섭씨 1256~1259도 범위에서 평균적으로 1257도 였으며, 열모델을 통한 예측된 평균 온도는 1251도로 나타났다. 따라서 해석과 시험결과의 편차는 6도 정도로서, 이는 산업계에서 요구되는 10도 이내의 범위에 있다.

Nanoscale quantitative mechanical mapping of poly dimethylsiloxane in a time dependent fashion

  • Zhang, Shuting;Ji, Yu;Ma, Chunhua
    • Advances in nano research
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    • 제10권3호
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    • pp.253-261
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    • 2021
  • Polydimethylsiloxane (PDMS) is one of the most widely adopted silicon-based organic polymeric elastomers. Elastomeric nanostructures are normally required to accomplish an explicit mechanical role and correspondingly their mechanical properties are crucial to affect device and material performance. Despite its wide application, the mechanical properties of PDMS are yet fully understood. In particular, the time dependent mechanical response of PDMS has not been fully elucidated. Here, utilizing state-of-the-art PeakForce Quantitative Nanomechanical Mapping (PFQNM) together with Force Volume (FV) and Fast Force Volume (FFV), the elastic moduli of PDMS samples were assessed in a time-dependent fashion. Specifically, the acquisition frequency was discretely changed four orders of magnitude from 0.1 Hz up to 2 kHz. Careful calibrations were done. Force data were fitted with a linearized DMT contact mechanics model considering surface adhesion force. Increased Young's modulus was discovered with increasing acquisition frequency. It was measured 878 ± 274 kPa at 0.1 Hz and increased to 4586 ± 758 kPa at 2 kHz. The robust local probing of mechanical measurement as well as unprecedented high-resolution topography imaging open new avenues for quantitative nanomechanical mapping of soft polymers, and can be extended to soft biological systems.

한강수계 발전용댐 장기 운영계획 수립을 위한 최적화 모형 구축 (Development of Optimization Model for Long-term Operation Planning of the Hydropower Reservoirs in Han River Basin)

  • 이은경;지정원;이재응
    • 한국습지학회지
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    • 제21권spc호
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    • pp.69-79
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    • 2019
  • 우리나라는 60% 이상이 산간지형에 해당하며 수십 년 전부터 이러한 특성을 이용하여 수력발전소를 다수 건설하고 친환경적인 에너지를 생산해왔다. 수력발전은 급변하는 에너지 수급에 대처할 수 있고 낙차를 이용하여 친환경적으로 에너지를 생산한다는 장점이 있으나 댐 설립시 입지 조건에 의해 불가피하게 환경을 훼손해야 하는 경우가 많다. 따라서, 본 연구에서는 기존 발전용댐들의 장기 운영계획을 수립하고자 월별 발전량을 최대화하는 최적 저수지 운영 모형을 개발하였다. 댐 운영 모형은 자원 최적화 분야에서 널리 이용되는 선형계획법을 기반으로 월단위로 1년 운영계획을 수립할 수 있는 형태로 구축하였다. 선형계획법은 목적함수와 제약조건 모두 선형식으로 이루어져야 하지만 발전량 산정식은 비선형식이기 때문에 Taylor Expansion 기법을 활용하여 선형화하였다. 개발된 모형을 검토하기 위해 한강수계에 위치하는 5개 발전용댐을 대상으로2009~2018년의 실적자료와 댐 운영 모형의 결과를 비교, 분석하였다. 결과적으로 발전용댐들의 총 최적 발전량은 총 실적 발전량보다 약 10~37% 정도 향상된 결과를 나타내었다.

Saint-Venant 공식(公式)에 의한 개수로(開水路)의 지하수성분(地下水性分) 추적(追跡) (Routing of Groundwater Component in Open Channel)

  • 김재한
    • 대한토목학회논문집
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    • 제8권4호
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    • pp.23-32
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    • 1988
  • 미계측유성(未計測流城)에서의 시간별 강우(降雨)로부터 부분침투천하(部分浸透川下)의 비피압대수층내(非被壓帶水層內)의 지하수(地下水)흐름에 기여하는 침투량과, 이로 인(因)하여 발생되는 하천수로상(河川水路上)에서의 시간별 기저유량(基底流量)의 동시적(同時的) 결합(結合)이 지형도(地形圖)나 토양도(土壤圖)부터 획득된 수리(水理) 및 수문(水文) 특성인자(特性因子)들에 의하여 수행(遂行)되었다. 지하수(地下水)흐름과 이의 개수로상(開水路上)의 흐름추적은 Boussinesg의 비선형방정식(非線形方程式)을 선형화(線形化)한 기법(技法)과 St. Venant의 간편화 공식을 각각 이용하므로써 결정되어졌다. 이의 해(解)를 위한 유출모형(流出模型)은 전류성(全流城)을 분할한 분포모형(分布模型)을 사용하였으며, 수치해법(數値解法)은 운동파방정식(運動波方程式)의 유한차분법(有限差分法)을 이용하였다. 그 결과로서, 수문지질(水文地質)의 다변성(多變性)에 따른 수문곡선분리(水文曲線分離)의 합리성(合理性)은 물리적(物理的)으로 바탕을 둔 지하지표수(地下地表水)의 모형을 개발하므로써 이루어져야 한다고 제안(提案)된다. 본 연구의 실하천유역(實河川流域)에 대한 적용 예로서는, 금강수계내(錦江水系內) 지류(支流)인 보청천유역(報靑川流域)을 선정(選定)하였으며, 그 결과로부터 본(本) 기법(技法)은 미계측유역에서의 강우의 지하침투량에 의한 기저유량을 모의발생(模擬發生)시킬 수 있으리라 판단된다.

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