• 제목/요약/키워드: block-diagonal matrix

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철도차량용 제동 디스크-라이닝의 열유동 해석 (Numerical Heat Transfer and Fluid Flow of Brake Disk-lining for Rolling Stock)

  • 남성원;조장형
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 1999년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.93-98
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    • 1999
  • Numerical simulation is conducted to clarify the heat transfer and fluid flow characteristics of brake disk-lining for rolling stock. Multiple rotational reference frame, k-epsilon turbulent model and SIMPLE algorithm based on finite volume method are used to solve the physical disk-lining model. The governing equations are solved by TDMA(TriDiagonal Matrix Algorithm) with line-by-line method and block correction, From the results of simulation, the characteristics of cooling pattern is strongly affected by the grooves in lining. The face lift of lining affects on the temperature distribution of rear surface of lining as well as the front surface of that. Due to the grooves in lining, it will be expected to extend the maintenance life circle of lining.

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LQ 제어로 조단블록이 있는 중근을 실근으로 이동시키는 가중행렬 결정 방법 (Methods of Weighting Matrices Determination of Moving Double Poles with Jordan Block to Real Poles By LQ Control)

  • 박민호
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권6호
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    • pp.634-639
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    • 2020
  • 일반적으로 비선형 시스템은 1차와 2차 시스템의 곱으로 선형화할 수 있기 때문에 시스템은 2차 시스템의 중근, 복소근, 서로 다른 두 실근과 1차 시스템의 근을 극점으로 가진다. 이런 극점의 위치 변경으로 시스템의 안정성과 응답특성을 개선할 수 있어서 다양한 방법으로 극점을 이동시키는 제어기를 설계한다. 여러 방법 중에서 LQ 제어는 이득여유와 위상여유의 안정성을 보장한다. 그런데 시행착오 방법으로 가중행렬을 선택하여 원하는 응답특성을 얻기 때문에 극점의 위치를 임의로 지정하기 어렵다. 이 논문은 조단블록을 가진 다중 중근을 원하는 실근으로 이동시키는 LQ 제어의 가중행렬을 선택하는 방법에 관한 것이다. 대각행렬 형태의 제어가중행렬과 ρd와 ϕd의 2개 변수 상태가중행렬을 갖는 해밀토니안 시스템의 특성방정식에서 중근과 가중행렬의 관계식을 유도한다. 그리고 상태가중행렬이 양의 준정부호 행렬이 될 조건에서 실근으로 이동할 중근의 이동범위를 구하고, 좌표평면에 표현한다. 이 범위에서 극점을 선택하고, 관계식으로 가중행렬을 계산하는 방법을 제안한다. 그리고 예제를 통해 조단블록을 갖는 4개의 중근을 원하는 서로 다른 실근으로 이동시키는 가중행렬과 제어법칙의 계산과정을 통해 제안한 방법의 유용성을 확인하였다.

수도(水稻) 적정시비량(適正施肥量) 결정(決定)에 대한 대체모형(代替模型) (An Alternative Model for Determining the Optimal Fertilizer Level)

  • 장석환
    • 한국토양비료학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.21-32
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    • 1980
  • Linear models, with and without site variables, have been investigated in order to develop an alternative methodology for determining optimal fertilizer levels. The resultant models are : (1) Model I is an ordinary quadratic response function formed by combining the simple response function estimated at each site in block diagonal form, and has parameters [${\gamma}^{(1)}_{m{\ell}}$], for m=1, 2, ${\cdots}$, n sites and degrees of polynomial, ${\ell}$=0, 1, 2. (2) Mode II is a multiple regression model with a set of site variables (including an intercept) repeated for each fertilizer level and the linear and quadratic terms of the fertilizer variables arranged in block diagonal form as in Model I. The parameters are equal to [${\beta}_h\;{\gamma}^{(2)}_{m{\ell}}$] for h=0, 1, 2, ${\cdots}$, k site variable, m=1, 2, ${\cdots}$ and ${\ell}$=1, 2. (3) Model III is a classical response surface model, I. e., a common quadratic polynomial model for the fertilizer variables augmented with site variables and interactions between site variables and the linear fertilizer terms. The parameters are equal to [${\beta}_h\;{\gamma}_{\ell}\;{\theta}_h$], for h=0, 1, ${\cdots}$, k, ${\ell}$=1, 2, and h'=1, 2, ${\cdots}$, k. (4) Model IV has the same basic structure as Mode I, but estimation procedure involves two stages. In stage 1, yields for each fertilizer level are regressed on the site variables and the resulting predicted yields for each site are then regressed on the fertilizer variables in stage 2. Each model has been evaluated under the assumption that Model III is the postulated true response function. Under this assumption, Models I, II and IV give biased estimators of the linear fertilizer response parameter which depend on the interaction between site variables and applied fertilizer variables. When the interaction is significant, Model III is the most efficient for calculation of optimal fertilizer level. It has been found that Model IV is always more efficient than Models I and II, with efficiency depending on the magnitude of ${\lambda}m$, the mth diagonal element of X (X' X)' X' where X is the site variable matrix. When the site variable by linear fertilizer interaction parameters are zero or when the estimated interactions are not important, it is demonstrated that Model IV can be a reasonable alternative model for calculation of optimal fertilizer level. The efficiencies of the models are compared us ing data from 256 fertilizer trials on rice conducted in Korea. Although Model III is usually preferred, the empirical results from the data analysis support the feasibility of using Model IV in practice when the estimated interaction term between measured soil organic matter and applied nitrogen is not important.

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참조화자로부터 추정된 적응적 혼성 사전분포를 이용한 MAPLR 고속 화자적응 (Rapid Speaker Adaptation Based on MAPLR with Adaptive Hybrid Priors Estimated from Reference Speakers)

  • 송영록;김형순
    • 한국음향학회지
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    • 제30권6호
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    • pp.315-323
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    • 2011
  • 본 논문은 maximum a posteriori linear regression (MAPLR) 기반의 고속 화자적응 성능을 개선하기 위하여 사전분포를 추정하는 두 가지 방식을 제안한다. 일반적으로 MAPLR 방식에서 사용되는 변환행렬의 사전분포는 화자독립모델을 구성하는 훈련 화자들로부터 추정되어 모든 화자들에게 동등하게 적용된다. 본 논문에서는 새로운 화자에게 보다 더 적합한 사전분포를 적용하고자 적응 데이터를 이용하여 새로운 화자의 음향특성과 가까운 참조화자 집단을 선택한 후 참조화자 집단으로부터 사전분포를 추정하는 방법을 제안한다. 또한, 블록 대각 형태의 변환행렬의 사전분포를 추정하는 경우 사전분포의 평균행렬과 공분산행렬을 동일한 훈련 화자들로부터 얻어진 두 가지 형태의 변환행렬집단으로부터 각각 추정하는 방법을 제안한다. 제안된 방법의 성능 평가를 위하여 고립단어 인식실험을 통해 적응 단어의 개수에 따른 단어 인식률을 평가한다. 실험결과, 적응 단어 수가 매우 적을 때 기존의 MAPLR 방식에 비하여 통계적으로 유의미한 성능향상이 얻어짐을 보여준다.

시간영역 및 주파수영역 블럭적응 여파기에 관한 연구 : 제 2 부- 성능분석 (Time- and Frequency-Domain Block LMS Adaptive Digital Filters: Part Ⅱ - Performance Analysis)

  • 이재천;은종관
    • 한국음향학회지
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    • 제7권4호
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    • pp.54-76
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    • 1988
  • 본 연구의 제 1 부에서는 통일된 행렬표현 기법을 통하여 여러가지 블럭적응 여파기 구현방법들을 도출할 수 있음을 보였다. 제 2 부에서는 여러 주파수영역 블럭적응 여파기들 중에서도 수렴속도가 매우 빠른 self-orthogonalizing 알고리즘과 계산량이 대폭 감소되는 비제약 알고리즘의 수렴특성들을 overlap-save 및 overlap-add 블럭데이타 분할방법에 대해서 분석한다. 먼저, 수렴인자가 상수일 때와는 달리, 앞에서 언급한 두 주파수영역 여파기들이 공통의 자기상관행렬의 지배를 받기 때문에 수렴특성 분석에 있어서 서로 밀접한 관련이 있음을 보인다. 다음으로 여파기 계수의 수효가 충분히 클 때, 주파수영역 블럭적응 여파기는 계수적응 알고리즘에서 제약의 유무에 관계없이 동일한 최적해를 가짐을 보인다. 그리고 나서 비제약 알고리즘의 계수들은 적절한 조건하에서 원래의 제약알고리즘과 같이 동일한 최적해에 수렴함을 증명한다. 이에 반하여, 최소자승오차 관점에서의 성능분석 결과는 제약을 풀었을 경우에 정상상태에서 약간의 성능저하가 있음을 밝혀낸다. 한편으로 계수의 수효가 작을 때는 원래의 제약 알고리즘은 심한 성능저하를 초래하는 반면에 비제약 알고리즘은 제약의 제거를 통해 상대적으로 계수의 수효가 증가한 효과 대문에 훨씬 좋은 수렴특성을 가짐을 보인다. 또한 self-orthogonalizing 주파수영역 블럭적응 여파기의 자기상관행렬이 주파수 영역에서 대각행렬로 됨을 보여 줌으로써 효율적으로 수렴시간을 단축시키는 구현방법임을 뒷받침한다.

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불균일 단면을 갖는 저장력 예인케이블에 관한 수치해석적 연구 (A STUDY ON NUMERICAL SIMULATION OF TOWED LOW-TENSION CABLE WITH NONUNIFORM CHARACTERISTICS)

  • 정동호;박한일
    • 한국해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해양공학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.161-166
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    • 2002
  • Low-tension cables have been increasingly used in recent years due to deep-sea developments and the advent of synthetic cables. In the case of low-tension cables, large displacements may happen due to relatively small restoring forces of tension and thus the effects of fluid and geometric non-linearities become predominant. In this study, three-dimensional (3-D) dynamic behavior of a towed low-tension cable with non-uniform characteristics is numerically analyzed by considering fluid and geometric non-linearities and bending stiffness. A Fortran program is developed by employing a finite difference method. In the algorithm, an implicit time integration and Newton-Raphson iteration are adopted. For the calculation of huge size of matrices, block tri-diagonal matrix method is applied, which is much faster than the well-known Gauss-Jordan method in two point boundary value problems. Some case studies are carried out and the results of numerical simulations are compared with a in-house program of WHOI Cable with good agreements.

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Blind Color Image Watermarking Based on DWT and LU Decomposition

  • Wang, Dongyan;Yang, Fanfan;Zhang, Heng
    • Journal of Information Processing Systems
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    • 제12권4호
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    • pp.765-778
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    • 2016
  • In watermarking schemes, the discrete wavelet transform (DWT) is broadly used because its frequency component separation is very useful. Moreover, LU decomposition has little influence on the visual quality of the watermark. Hence, in this paper, a novel blind watermark algorithm is presented based on LU transform and DWT for the copyright protection of digital images. In this algorithm, the color host image is first performed with DWT. Then, the horizontal and vertical diagonal high frequency components are extracted from the wavelet domain, and the sub-images are divided into $4{\times}4$ non-overlapping image blocks. Next, each sub-block is performed with LU decomposition. Finally, the color image watermark is transformed by Arnold permutation, and then it is inserted into the upper triangular matrix. The experimental results imply that this algorithm has good features of invisibility and it is robust against different attacks to a certain degree, such as contrast adjustment, JPEG compression, salt and pepper noise, cropping, and Gaussian noise.

새로운 분할법에 의한 회로망해석 (Analysis of Large-Scale Network using a new Network Tearing Method)

  • 김준현;송현선
    • 한국통신학회논문지
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    • 제12권3호
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    • pp.267-275
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    • 1987
  • 회로망내에 존재하는 절점과 가지를 분할하여 몇 개의 부분회로망으로 나누고 분할절점에서의 전압 및 전류관계식으로부터 회로망방정식을 정식화하여 각 부분회로망 별로 독립적으로 처리함으로서 대형회로망을 효율적으로 해석할 수 있도록 하였다. 본 논문에서 제안한 분할회로망에 대한 방정식은 분할하기 전의 단일회로망에 대한 방정식과 비교할 때 절점의 순서만 재 배열한 결과가 되므로, 종래의 단일회로망에 대한 산법을 그대로 분할법에 적용할 수 있다. 또한, 어드미턴스행렬의 블록대각형구조를 이용한 병렬계산 알고리즘을 제시하였다.

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셀 생산방식에서 기계-부품 그룹을 형성하는 발견적 해법 (A Heuristic Approach to Machine-Part Grouping Cellular Manufacturing)

  • 김진석;이종섭;강맹규
    • 산업경영시스템학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.121-128
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    • 2005
  • This paper proposes the heuristic approach for the generalized GT(Group Technology) problem to consider the restrictions which are given the number of cell, maximum number of machines and minimum number of machines. This approach is classified into two stages. In the first stage, we use the similarity coefficient method which is proposed and calculate the similarity values about each pair of all machines and align these values in descending order. If two machines which is selected is possible to link the each other on the edge of machine cell and they don't have zero similarity value, then we assign the machines to the machine cell. In the second stage, it is the course to form part families using proposed grouping efficacy. Finally, machine-part incidence matrix is realigned to block diagonal structure. The results of using the proposed approach are compared to the Modified p-median model.

A Numerical and Experimental Study on Dynamics of A Towed Low-Tension Cable

  • 정동호;박한일
    • 한국해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해양공학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.191-196
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    • 2002
  • The paper presents a numerical and experimental investigation on dynamic behaviors of a towed low tension cable. In the numerical study, an implicit finite difference algorithm is employed for three-dimensional cable equations. Fluid and geometric non-linearity and bending stiffness are considered and solved by Newton-Raphson iteration. Block tri-diagonal matrix method is applied for the fast calculation of the huge size of matrices. In order to verify the numerical results and to see real physical phenomena, an experiment is carried out for a 6m cable in a deep and long towing tank. The cable is towed in two different ways; one is towed at a constant speed and the other is towed at a constant speed with top end horizontal oscillations. Cable tension and shear forces are measured at the top end. Numerical and experimental results are compared with good agreements in most cases but with some differences in a few cases. The differences are due to drag coefficients caused by vortex shedding. In the numerical modeling, non-uniform element length needs to be employed to cope with the sharp variation of tension and shear forces at near top end.

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