• 제목/요약/키워드: Numerical Differentiation Method

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강바닥판교의 개선된 다단계 최적설계 알고리즘 (An Improved Multi-level Optimization Algorithm for Orthotropic Steel Deck Bridges)

  • 조효남;이광민;최영민;김정호
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제16권3호
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    • pp.237-250
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    • 2003
  • 강바닥판교는 수 천개의 부재가 연결된 복잡한 구조물이기 때문에 설계와 해석이 난해하다는 단점을 가지고 있어 구조특성에 적합한 효율적인 최적화 알고리즘을 개발하는 것은 실용적인 최적화이론의 활용차원에서 매우 중요하다고 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 강바닥판교의 최적설RP를 효과적으로 수행하기 위한 개선된 다단계 최적설계 알고리즘을 제안하였다. 강바닥판교의 구조적인 특성을 반영하면서 전체 시스템을 주형과 강바닥판으로 나누기 위해 다단계 최적설계 방법 중에 하나인 등위법 (Coordination Method)을 사용하였고, 효율적인 최적설계를 위한 처짐제약조건 소거기법, 구조해석의 효율성을 높이기 위한 자동미분기법이 사용되었으며, 활하중에 의한 응력은 기존연구에서 제안된 응력재해석 기법을 사용하였다. 강바닥판은 폐단면리브의 형식과 같은 이산형 설계변수와 바닥판의 두께 가로보의 치수와 같은 연속형 설계변수가 혼합되어 있는 형태로 구성되어 있다. 이에 본 연구에서는 강 바닥판의 최적화를 위해 수정된 유전자 알고리즘을 사용하였다. 수치예제를 사용하여 제안된 알고리즘의 효율성과 수렴성을 입증하였다.

Downlink Wireless Adaptive Modulation and Coding Scheme (AMC)-based Priority Queuing Scheduling Algorithm for Multimedia Services

  • Park, Seung-Young;Kim, Dong-Hoi
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제10권12호
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    • pp.1622-1631
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    • 2007
  • To realize the wireless packet scheduler which efficiently considers both the effect of adaptive modulation and coding (AMC) scheme due to variable wireless communication channel information from physical layer and the QoS differentiation of multimedia services from internet protocol (IP) layer, this paper proposes a new downlink AMC-based priority queuing (APQ) scheduler which combines AMC scheme and service priority method in multimedia services at the same time. The result of numerical analysis shows that the proposed APQ algorithm plays a role in increasing the number of services satisfying the mean waiting time requirements per each service in multimedia services because the APQ scheme allows the mean waiting time of each service to be reduced much more than existing packet scheduler having only user selection processor.

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다중화된 광섬유센서를 이용한 강철도교의 가속도 유추 (Acceleration Estimation of a Steel Plate Girder Bridge using Multiplexed FBG Sensors)

  • 정원석;강동훈;김현민
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.1062-1067
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    • 2007
  • This study presents an experimental technique to monitor the dynamic behavior of the railway bridge system simultaneously using multiplexed fiber Bragg grating (FBG) sensors. The measuring quantities include stains, curvatures, vertical deflections, and vertical accelerations. The strains are directly measured from multiplexed FBG sensors at various locations of the test bridge followed by curvature calculations based on the plane section assumption. Vertical deflections are then estimated using the Bernoulli beam theory and regression analysis. Finally, vertical accelerations are obtained from the numerical differentiation in time domain. In order to verify the proposed method, several conventional electric strain gauges, displacement transducers, and accelerometers are installed at the mid-span of the bridge for comparisons. A test train is passed over the bridge to monitor the dynamic response of the bridge. The monitoring results show that the multiplexed FBG sensing system is able to capture the essential behavior of the test bridge while resolving wiring problem in practice.

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전기기기 최적형상 설계를 위한 민감도 해석에 관한 연구 (Sensitivity Analysis for Optimum Shape Design of Electric Apparatus)

  • Hahn, Song-Yop;Jung, Hyun-Kyo
    • 대한전기학회논문지
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    • 제40권9호
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    • pp.859-865
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    • 1991
  • This paper presents a new shaoe optimal design method using Desing Sensitivity Analysis. Design Sensitivity, defined as the variation of the object function with respect to the design variables, is based on the total differentiation of the matrix equation obtained from discretization of governing equations with respect to design variables. Analysis of the various characteristics adn calculation of Design Sensitivity of optimization model are achieved by using finite or boundary element methods. The proposee algorithm is applied to the optimal shape design of high voltage electrode under specified conditions. It is shown, from the numerical results, that the algorithm is very useful for the optimal shape design of electric apparatus.

전자 에너지 분포 함수 측정을 위한 I V특성 곡선의 확률 밀도 함수를 이용한 Smoothing method (The study of advanced numerical differentiation for obtaining the electron energy distribution function)

  • 장성호;정진욱
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.2082-2084
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    • 2005
  • I-V 특성 곡선의 2차 미분을 통해서 얻어지는 전자 에너지 분포 함수를 정확하게 구하기 위해서는 스무딩 과정이 반드시 필요하다. 대표적인 스무딩 방법으로 가우시안 확률 밀도 함수를 instrument함수로 이용하는 가우시안 스무딩이 있다. 본 연구에서는 시스템에 따라서 instrument함수가 다르다는 점에 착안하여, 여러 가지 다른 종류의 확률 밀도 함수를 instrument함수로 사용 스무딩에 적용하여 확률 밀도 함수에 따른 노이즈 제거 및 전자 에너지 분포 함수의 정확도를 비교하였고. 동시에 대표적인 범용 스무딩 방법인 사비츠키-골래이 스무딩, Polynomial fitting과도 그 결과를 비교 분석하였다.

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A TWO-DIMENSIONAL FINITE VOLUME METHOD FOR TRANSIENT SIMULATION OF TIME- AND SCALE-DEPENDENT TRANSPORT IN HETEROGENEOUS AQUIFER SYSTEMS

  • Liu, F.;Turner, I.;Ahn, V.;Su, N.
    • Journal of applied mathematics & informatics
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    • 제11권1_2호
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    • pp.215-241
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    • 2003
  • In this paper, solute transport in heterogeneous aquifers using a modified Fokker-Planck equation (MFPE) is investigated. This newly developed mathematical model is characterised with a time-, scale-dependent dispersivity. A two-dimensional finite volume quadrilateral mesh method (FVQMM) based on a quadrilateral background interpolation mesh is developed for analysing the model. The FVQMM transforms the coupled non-linear partial differential equations into a system of differential equations, which is solved using backward differentiation formulae of order one through five in order to advance the solution in time. Three examples are presented to demonstrate the model verification and utility. Henry's classic benchmark problem is used to show that the MFPE captures significant features of transport phenomena in heterogeneous porous media including enhanced transport of salt in the upper layer due to its parameters that represent the dependence of transport processes on scale and time. The time and scale effects are investigated. Numerical results are compared with published results on the some problems.

과도상태 설계민감도를 이용한 유도가열코일의 최적설계 (Optimal Design of the Induction Heating Coil using Transient Design Sensitivity Analysis)

  • 곽인구;변진규;최경;한송엽
    • 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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    • 제49권5호
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    • pp.327-337
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    • 2000
  • In this paper, the design sensitivity formula for the control of the transient temperature distribution is developed using the direct differentiation method, and used for the optimal design of induction heating coil position. The temperature distribution is calculated using the heat source of the induced eddy current and heat diffusion equation. The physical property variations of the workpiece depending on the temperature are considered. The eddy current distribution and the temperature distribution are calculated with the 2D finite element procedure. The adjoint variable technique is employed in expressing the design sensitivity. The goal of the design is to have the desired distribution of the temperature on a specific region of the sensitivity. The goal of the design is to have the desired distribution of the temperature on a specific region sensitivity. The goal of the design is to have the desired distribution of the temperature on a specific region of the workpiece. The numerical example shows that the proposed design sensitivity analysis for the control of the transient temperature distribution is very useful and practical in the optimal design of induction heating coils.

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Rankine 소오스 패널법을 이용한 소수선면 쌍동선의 조파저항계산 (Calculation of the Wave Resistance of SWATH Ships using Rankine Source Panel Methods)

  • 전호환;이명휘;주영렬;장학수
    • 대한조선학회논문집
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    • 제34권2호
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    • pp.27-38
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    • 1997
  • 본 논문에서는 Rankine Source 분포법에 의해 SWATH선의 조파저항 계산을 시도하였다. 자유표변조건은 이중모형근사형(Dawson형)의 자유표면조건과 free stream에 의한 근사형(Kelvin형)을 사용하고, 각각의 경우에 유한 차분법이 아닌 해석적인 방법을 사용하여 수치해석을 하였다. 위 두 가지 패널방법에 의한 수치계산결과, 얇은배 이론과 수정 세장체이론에 의한 계산결과 및 시험 탠값과의 비교를 통하여 각 방법의 특성을 논하였다. 저항실험은 단독형 스트러스와 탠덤값(tendem) 스트러트 SWATH선에 대해서 하였으며, 두 선체간의 거리변화에 따른 결과도 포함시켰다. 개발된 프로그램의 검증을 위해서 Wigley 단독선형 및 쌍동선형에 대해서 계산을 수행하여 발표된 시험결과와 비교하였다. Wigley 단독선형, 쌍동선형 및 SWATH 선형에 대해서 계산한 조파저항 값과 시험값, 관측한 파형과 계산한 파형을 비교하였다.

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세장선 이론의 새로운 전개 (A New Development in the Theory of Slender Ships)

  • 김인철
    • 수산해양기술연구
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    • 제27권1호
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    • pp.83-90
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    • 1991
  • 현존하는 세장선 이론과는 아주 다르게 Kelvin 소오스와 그의 궤적 주위에 대한 점근전개를 행하여 전진 운동을 하는 세장체에 대한 공식을 유도하였다. 여기서 발전된 공식은 기본적으로 Neumann-Kelvin 문제의 Kernel함수에 대한 근사와 동등하게되었다. 경계치 문제는 현저하게 단순화되었으며 해는 선수 끝에서 시작하는 축차적분의 진행 절차에 따라 얻어졌다. 속도장과 압력분포는 2차원 속도 포텐시열의 미분에 의해 간단히 계산될 수 있었다. 이 방법은 비록 컴퓨터의 사용에는 Neumann-Kelvin문제처럼 많은 시간이 필요하게 되더라도 선체 주위의 유동장의 수치해석에 더욱 정확하리라는 가능성을 준다. 전진하는 진동 세장체의 문제에도 같은 방법이 유용하리라는 것을 또한 기대한다.

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최소민감도이론에 의한 조인트 부재의 공차설계 (Joint Tolerance Design by Minimum Sensitivity Theorem)

  • 임오강;류재봉;박배준;이병우
    • 전산구조공학
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    • 제11권1호
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    • pp.161-170
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    • 1998
  • 길이가 긴 원통형 실린더를 구성하는 데에 사용될 조인트 부재에 대한 공차설계를 수행하였다. 즉, 원통형 실린더를 체결할 때 사용되는 조인트 부품 가운데 스터드 볼트를 최소 민감도해석에 의해 공차설계를 하였다. 조인트 부재의 공차설계를 위한 최소 민감도 해석에 의한 정식화는 목적함수가 폰 마이세스 응력의 공차에 대한 민감도이고, 여러 부등호 제약식 중에서 자중이 부등호 제안식에 포함된다. 조인트 부재의 경우 자중에 대한 타당한 부등호 제안식을 설정하기 위하여 우선 확정적인 경우에 대한 최적설계를 수행하여 그 범위값을 선정하였다. 원통형 부재의 구조 응답은 축대칭 유한요소로서 구조해석을 수행하여 제안식을 설정하였으며, 직접미분에 의해서 설계 민감도를 구하여 ,최적화 알고리즘과 결합하여 최적의 공차를 제시하였다.

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