• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제12권1호
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• pp.39-45
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• 2014

A numerical method for solving Hamiltonian equations is said to be symplectic if it preserves the symplectic structure associated with the equations. Various symplectic methods are widely used in many fields of science and technology. A symplectic method preserves an approximate Hamiltonian perturbed from the original Hamiltonian. It theoretically supports the effectiveness of symplectic methods for long-term integration. Although it is also related to long-term integration, numerical stability of symplectic methods have received little attention. In this paper, we consider explicit symplectic methods defined for Hamiltonian equations with Hamiltonians of the special form, and study their numerical stability using the harmonic oscillator as a test equation. We propose a new stability criterion and clarify the stability of some existing methods that are visually based on the criterion. We also derive a new method that is better than the existing methods with respect to a Courant-Friedrichs-Lewy condition for hyperbolic equations; this new method is tested through a numerical experiment with a nonlinear wave equation.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권3호
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• pp.173-182
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• 2014

동역학의 새로운 변분이론인 혼합 합성 변분이론은 수학물리학을 비롯한 공학에 있어 초기치-경계치 문제해석에 광범위하게 적용될 수 있는 기반을 제공하는 것으로, 본 논문은 이 이론을 토대로 시간에 대한 이차의 형상함수가 적용된 시간 유한요소해석법을 개발하고 그 해석법의 수치특성 확인을 통해 향후 다양한 동적시스템 해석의 적용에 대한 가능성을 살펴보았다. 이를 위해 가장 기본적인 선형탄성의 단자유도계가 고려되었다. 에너지 보존시스템의 경우(비감쇠 시스템에 외력이 작용치 않는 경우), 제안된 알고리즘 모두는 time-step에 관계없이 안정적이며 수치감쇠가 없이 에너지와 모멘텀이 보존되는 symplecticity property를 가지고 있음을 확인할 수 있었고, 감쇠시스템인 경우, time-step이 점점 작아질수록 정확한 해에 빠르게 수렴하는 것을 확인하였다.