Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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제17권3호
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pp.171-179
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2013
In this paper we present a method of circular arc approximation by quartic B$\acute{e}$zier curve. Our quartic approximation method has a smaller error than previous quartic approximation methods due to the alternation of the error function of our quartic approximation. Our method yields a closed form of error so that subdivision algorithm is available, and curvature-continuous quartic spline under the subdivision of circular arc with equal-length until error is less than tolerance. We illustrate our method by some numerical examples.
Flow over a circular cylinder is studied numerically using a turbulence model. Based on the κ-ε-f/sub μ/ model of Park and Sung[6], a new damping function is used. The efficiency of the strain dependent damping function is addressed for vortex-shedding flows past a circular cylinder. The mean velocity and Reynolds stresses are compared with available experimental data at Re/sub D/= 3900. Also, the computational results for the Strouhal number are evaluated at several Reynolds number. The predictions by κ-ε-f/sub μ/ model are in good agreement with the experiments.
Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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제24권3호
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pp.293-303
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2020
The present work aims to analyzed the transient thermoelastic stress analysis of a thin circular plate with uniform internal heat generation. Initially, the plate is characterized by a parabolic temperature distribution along the z-direction given by T = T0(r, z) and perfectly insulated at the ends z = 0 and z = h. For times t > 0, the surface r = a is subjected to convection heat transfer with convection coefficient hc and fluid temperature T∞. The integral transform method used to obtain the analytical solution for temperature, displacement, and thermal stresses. The associated thermoelastic field is analyzed by making use of the temperature and thermoelastic displacement potential function. Numerical results are carried out with the help of computational software PTC Mathcad Prime-3.1 and shown in figures.
This paper presents nonlinear analysis of an arbitrary functionally graded circular plate integrated with two functionally graded piezoelectric layers resting on the Winkler-Pasternak foundation. Geometric nonlinearity is considered in the strain-displacement relation based on the Von-Karman assumption. All the mechanical and electrical properties except Poisson's ratio can vary continuously along the thickness of the plate based on a power function. Electric potential is assumed as a quadratic function along the thickness direction. After derivation of general nonlinear equations, as an instance, numerical results of a functionally graded material integrated with functionally graded piezoelectric material obeying two different functionalities is investigated. The effect of different parameters such as parameters of foundation, non homogenous index and boundary conditions can be investigated on the mechanical and electrical results of the system. A comprehensive comparison between linear and nonlinear responses of the system presents necessity of this study. Furthermore, the obtained results can be validated by using previous linear and nonlinear analyses after removing the effect of foundation.
Choi, Jong Seob;Piao, Yunxian;Kim, Kyung Hoon;Seo, Tae Seok
한국진공학회:학술대회논문집
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한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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pp.274.1-274.1
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2013
We report the circumferential alignment of human aortic smooth muscle cells (HASMCs) in an orthogonally micropatterned circular microfluidic channel to form an in vivo-like smooth muscle cell layer. To realize a biomimetic smooth muscle cell layer which is aligned perpendicular to the axis of blood vessel, we first fabricated a half-circular polydimethylsiloxane (PDMS) microchannel by soft lithography using a convex PDMS mold. The orthogonally micro wrinkle patterns were generated inside the half-circular microchannel by stretching-releasing operation under UV irradiation. Upon UV treatment with uniaxial 40 % stretch of a PDMS substrate and releasing process, the microwrinkle patterns perpendicular to the axial direction of the circular microchannel were generated, which could guide the circumferential alignment of HASMCs successfully during cultivation. The analysis of orientation angle, shape index, and contractile protein marker expression indicates that the cultured HASMCs revealed the in vivo-like cell phenotype. Finally, we produced circular microchannels by bonding two half-circular microchannels, and cultured the HASMCs circumferentially with high alignment and viability for 5 days. These results are the first demonstration for constructing an in vivo-like 3D smooth muscle cell layer in the circular microfluidic channel which can provide novel bioassay platforms for in-depth study of HASMC biology and vascular function.
이 연구에서는 지하공동의 점진적인 붕락이 지표침하에 미치는 영향을 조사하기 위하여, 주문진산 표준사를 이용하여 모형지반을 구성하였으며, 공동의 심도를 달리하는 6가지 모델에 대하여 실내 모형실험을실시하였다. 여기서 공동의 심도와 붕락구간의 크기에 따른 침하발생양상을 조사하였다. 또한 NCB 방법, 지수함수를 이용한 윤곽함수법 영향함수법 등의 침하예측방법을 이용하여 모형실험으로부터 측정된 수직 및 수평변위를 해석하였으며, 모래지반에 적합한 침하예측방법을 제안하였다.
We improve the free-space optical interconnection efficiency by using circular aperture computer-generated hologram (CGH). In free-space optical interconnection system using CGH, the single CGH is composed of sub-CGHs, which can change the direction of input beams to desired output positions, by Fourier transform. Each sub-CGH is rectangular shape, so the input beams through each sub-CGH are transformed to sinc functions in output plane. The side lobes of each sinc function are superimposed in output plane and they result in detection error in output plane, so the detection efficiency is low. We use the circular shaped sub-CGHs in order to reduce the side lobe value in output plane instead of rectangular shaped sub-CGHs. The each input beam is transformed to first-order Bessel functions through circular shaped sub-CGHs in output plane. The side lobes of first-order Bessel functions us low values compared with side lobes of sinc function, so we can improve the detection efficiency in output plane. We use binary phase modulated CGH, and confirm this improvement results by simulation.
We treat the vibrations of circular beam and make use of the method employed by J.T.Tielking, which is based on the principle of Hamilton. The Hamilton's principle requires the determinations of the potential and the kinetic energy of the model as well as done by internal pressure forces. Thje potential energy is composed of a part due to elastic deformations of the beam and a part due to radial and tangential displacements of the tread band with respect to the wheel rim. The equations of motion for such a model are derived by reference to conventional energy method. The accuracy of the expressions is demonstrated by comparison of calculated and experimental natural frequencies for circular beam. The circular beam experiences a harmonic, radial excitat- ion acting at a fixed point on the beam. Modal parameters varying the inflation pressure and load are determined experimentally by using the transfer function method.
In this paper, we propose a new method to read the hand of analog gauges to prepare for the smart factory. In addition, we suggest a new and improved method that can apply, in general, diverse analog gauges even if their scale types and ranges are various. Many companies are making great efforts to build smart factories that increase energy efficiency and automation. Managers use a variety of equipment and tools to manage the production process at the factory. In this kind of factory, analog gauges have been often used with many equipment and tools. Analog gauges are mostly circular in shape, and most papers use circular hough transform to find the center and radius of a circle. However, when the object to be found is not of the correct circle type, it takes a long time to recognize the circle using the circular hough transform, and the center and radius of the circle can not be calculated accurately. The proposed method was tested on various circular analog gauges. As a result, we confirmed that our method is outstanding.
Numerical solution to linear bending analysis of circular plates is obtained by the method of harmonic differential quadrature (HDQ). In the method of differential quadrature (DQ), partial space derivatives of a function appearing in a differential equation are approximated by means of a polynomial expressed as the weighted linear sum of the function values at a preselected grid of discrete points. The method of HDQ that was used in the paper proposes a very simple algebraic formula to determine the weighting coefficients required by differential quadrature approximation without restricting the choice of mesh grids. Applying this concept to the governing differential equation of circular plate gives a set of linear simultaneous equations. Bending moments, stresses values in radial and tangential directions and vertical deflections are found for two different types of load. In the present study, the axisymmetric bending behavior is considered. Both the clamped and the simply supported edges are considered as boundary conditions. The obtained results are compared with existing solutions available from analytical and other numerical results such as finite elements and finite differences methods. A comparison between the HDQ results and the finite difference solutions for one example plate problem is also made. The method presented gives accurate results and is computationally efficient.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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