• 제목/요약/키워드: 라플라스 변환법

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라플라스 변환과 유한요소법의 결합에 의한 확산방정식의 해석 (Analysis of Diffusion Equations by Coupling of Laplace Transform and Finite Element Method)

  • 성병철;이준호;이기식
    • 한국자기학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.161-168
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    • 1998
  • 본 논문에서는 라플라스 변환과 유환요소법의 결합에 의하여 확산반정식의 과도해석에 적용이 가능한 알고리즘을 제안하였다. 제안한 방법은 시간항을 라플라스 변환을 이용아여 제거한 후 유한요소법을 적용하여 해를 구한다. 이렇게 주파수 영역에서 구해진 해는 라플라스 역변환을 이용하여 시간영역의 값으로 변환한다. 제안된 방법의 타당성을 검증하기 위하여 열전도문제를 해석하엿으며, 제안한 방법이 해석해와 잘 이치한다는 것을 알 수 잇었다. 제안한 방법은 시간 차분이 필요하지 않기 때문에 여러 가지 확산방정식을 해석함에 있어서 매우 유용할 것으로 사료된다.

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푸리에 변환을 이용한 파라미터 민감도 해석 (Parametric Sensitivity Analysis Using Fourier Transformation)

  • 백문열;이교승
    • 동력기계공학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.58-64
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    • 2005
  • 주파수 영역 민감도 해석법은 동적 시스템의 전달함수에 대한 설계 파라미터의 변화에 의한 효과를 파악하기 위해 사용되어 왔으며, 이때의 민감도 함수는 시스템 설계 파라미터에 대한 시스템 전달 함수의 편미분 값이다. 일반적으로 종래의 주파수 영역 민감도 해석은 직접 미분법이나 라플라스 변환이 사용되어 왔다. 라플라스 변환을 사용하는 경우에 시스템의 차수가 증가할수록 역행렬 조작은 매우 많은 시간을 필요로 하며 또한 어려운 작업이다. 본논문에서는 이러한 다점을 보완하기 위하여 푸리에변환을 이용한 민감도 기법을 제시하였다. 파라미터의 변화에 대한 진폭-주파수 특성의 민감도 해석을 간단한 2자유도 모델과 로터 다이나믹 시스템에 적용하였다.

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최소 표현 라플라스 변환에 기초한 단계형 확률변수의 시뮬레이션에 관한 연구 (Simulation of the Phase-Type Distribution Based on the Minimal Laplace Transform)

  • 김선교
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제33권1호
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    • pp.19-26
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    • 2024
  • 단계형 확률분포는 마코프 체인이 특정 상태로 흡수되는 시점까지 거쳐가는 여러 단계에서 체재하는 시간들의 합으로 정의되며 대기행렬 시스템과 신뢰성 분석 모형 등에 광범위하게 사용된다. 연속적 단계형 분포의 경우 흡수 상태로 진입하기까지 거쳐가는 각각의 단계에서의 체재 시간이 지수분포를 따르므로 연속적 단계형 분포는 다양한 지수분포들의 합 또는 볼록 결합으로 나타낼 수 있다. 단계형 분포를 생성하는 가장 일반적이면서도 직관적인 방법은 마코비안 표현방법이라 불리는 초기 확률벡터와 전이 생성행렬에 의해 주어지는 조건부 확률을 이용하는 것이다. 적률이 주어진 상황에서 단계형 변수를 생성하는 방법에 대한 기존의 연구들은 대부분 적률을 마코비안 표현방법으로 변환하는 것을 전제로 하고 있다. 본 연구에서는 적률을 마코비안 표현방법으로 변환하지 않고 확률 분포함수를 결정하여 단계형 확률변수를 생성하는 방법에 대해 살펴보고 마코프 표현을 사용하는 기존의 방법 대신에 조단 분해법과 최소 표현 라플라스 변환을 이용하여 2계 단계형 확률변수를 분포함수를 결정하는 공식과 절차를 제시한다. 이러한 접근 방법은 고차원의 단계형 확률분포를 이용하여 대기행렬의 시뮬레이션을 하는 경우에 마코비안 표현방법의 전이행렬을 결정하여 변수를 생성하는 경우보다 효율적이다.

구조동역학-열탄성학 연성문제의 유한요소 정식화 및 분류 (The Finite Element Formulation and Its Classification of Dynamic Thermoelastic Problems of Solids)

  • Yun, Seong-Ho
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제13권1호
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    • pp.37-49
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    • 2000
  • 본 논문은 구조물의 동역학 및 열탄성 연성문제 해석을 위한 통합된 유한요소법을 개발하는데 초점을 두고있다. 첫째로, 열전도 방정식에 열변위라는 물리량을 도입하여 동역학의 운동 방정식과 유사하도록 유도한 후, 변분법과 일반좌표계를 이용하여 시간영역에서 정식화하였다. 둘째로, 두 방정식에 라플라스 변환을 동시에 도입하고, 공간변수만을 갖는 형상함수와 가중잔여법을 적용하여 유한요소식을 변환영역에서 표현하였다. 연성된 방정식을 문제의 특성에 따라서 분류하였고 정식화 과정을 검증하였다. 또한 수치해석 알고리듬이 갖는 수치 역 변환의 정성적인 경향에 대하여 검토하였다.

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웨이블릿 영역에서 혼합 모델을 사용한 영상 잡음 제거 (Mixture Distributions for Image Denoising in Wavelet Domain)

  • 배병석;장문기
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2008년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.89-90
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    • 2008
  • AWGN(Addictive white gaussian noise)에 의해 영상은 자주 훼손되곤 한다. 최근 이를 복원하기위해 웨이블릿(Wavelet) 영역에서의 베이시안(Bayesian) 추정법이 연구되고 있다. 웨이블릿 변환된 영상 신호의 밀도 함수(pdf)는 표족한 첨두와 긴 꼬리(long-tail)를 갖는 경망이 있다. 이러한 사전 밀도 함수(a priori probability density function)를 상황에 적합하게 추정한다면 좋은 성능의 복원 결과를 얻을 수 있다. 빈번이 제안되는 릴도 함수로 가우시안(Gaussian) 분포 참수와 라플라스(Laplace) 분포 함수가 있다. 이들 각각의 모델은 훌륭히 변환 계수들을 모델링하며 나름대로의 장점을 나타낸다. 본 연구에서는 가우시안 분포와 라플라스(Laplace) 분포의 혼합 분포 모델을 밀도 함수로 제안하여, 이 들의 장점을 종합하였다. 이를 MAP(Maximum a Posteriori) 추정 방법에 적용하여 잡음을 제거 하였다. 그 결과 기존의 알고리즘에 비해 시각적인 면(Visual aspect), 수치적인 면(PSNR), 그리고 연산량(Complexity) 측면에서 망상된 결과를 얻었다.

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이산화 기법에 의한 연속계의 동적 응답해석에 관한 연구 (Study on the Dynamic Analysis of the Continuous System by Digital Modeling)

  • 이용관;김인수;홍성욱;췌처린
    • 소음진동
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    • 제7권1호
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    • pp.135-142
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    • 1997
  • This paper presents a digital modeling technique of the distributed system. The basic idea of the proposed technique is to discretize a continuous system with respect to the spatial coordinates using bilinear method. The response of the discretized system is analyzed by Laplace transform and z-transform. The computational results in torsional shaft and Timoshenko beam using the proposed technique are compared with the exact solutions and the results of finite element method.

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강우시 불포화지반의 침투해석모형 개발 (A Development of Seepage Analysis Model for Unsaturated Soil during Rainfall)

  • 이정식;한희수;장진욱
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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    • pp.796-800
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    • 2009
  • 토목구조물 및 사면의 붕괴는 집중호우가 내리는 경우 많이 발생하고 있으며, 특히 사면에서는 붕괴까지의 변형이 급속히 진행되어 이를 사전에 예방하기는 매우 어려운 현실이다. 침투 및 배수과정에서의 사면 붕괴는 강우침투로 인한 지반의 물리적 특성변화가 직접적으로 사면의 안전계수 변화에 영향을 주는 것으로 판단되며, 이때 발생하는 물리적 특성변화로는 침투시 사면 내 지반의 단위 중량은 증가하여 전단응력의 증가 및 전단강도 감소현상이 발생하며, 이와 반대로 사면 내 배수로 인하여 전단응력의 감소 및 전단강도의 증가현상이 발생한다. 따라서 본 연구에서는 강우침투로 발생하는 지반의 포화도 변화를 지반 내 투수계수의 함수로 설명하여 강우로 인한 지반의 침투 및 배수과정을 규명하고자 한다. 일반적으로 지반 내 지하수의 침투과정은 라플라스 공식을 적용한다. 그러나 라플라스 공식은 정상 상태(Steady State)일 경우에만 사용할 수 있고, 강우 등으로 인한 지하수의 수두 변화가 발생한 비정상 상태(Unsteady State)의 경우에는 부적합하므로 사면과 옹벽 등의 토질구조물에서는 안전성 변화를 계산할 수 없다. 이를 위해 사면 내 지반의 침투 및 배수과정을 투수계수의 함수로 나타내어, 강우의 침투과정을 Fourier Series, 변수분리법 및 섭동함수를 사용하여 식으로 유도함으로서 강우에 의한 지반의 침투 및 배수과정에 따른 사면 내 지하수의 분포를 예측한다. 침투과정 해석을 위하여 지표에서 포화대까지의 깊이 10m의 모델사면 및 지표부터 포화대까지의 포화도는 직선으로 비례한다는 가정을 적용한다. 먼저 푸리에 급수를 이용, 시간에 따른 온도를 열전달에 관하여 편미분하여 발생하는 열확산계수를 투수계수로 변환함에 따라 지하수의 시간과 수직방향거리에 대한 지반의 포화도를 산정한다. 변수분리법은 산정된 포화도에 지반의 초기조건과 경계조건를 고려하기 위해 적용하며, 변수분리법에 의해 산정된 지하수 분포를 섭동함수법으로 과도 및 정상상태로 분류한다. 본 연구의 수행으로 인해 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, Fourier Series와 변수분리법, 섭동함수를 이용하여 강우에 의한 지반의 포화도 변화를 수식적으로 나타낼 수 있으며 둘째, 지반에서의 강우침투과정을 식으로 표현함으로서, 깊이별 시간에 따른 포화도의 영역이 상부로부터 하부로 전이되는 과정을 알 수 있다. 셋째, 푸리에 급수를 이용한 지반의 침투계산으로 강우로 인한 지반의 포화영역 및 불포화영역을 명확히 구분할 수 있으며, 각 깊이별 포화도를 계산하여 각 구간에서 불포화구간의 전단강도에 대한 보다 정확한 계산이 가능하리라 판단된다.

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Analysis of 2-Unit Systems with Two Types of Failures

  • 박영택;김대홍
    • 품질경영학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.32-36
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    • 1983
  • 지금까지의 신뢰도 분석 모형은 대부분이 한가지 유형의 고장상태를 가정하였다. 그러나, 현실적으로 고장상태를 몇가지 유형으로 나누는 것이 바람직할 경우가 많다. 예를들면, 어떤 스위치의 경우 닫혀야할 때 열리는 고장과 열려야할 때 닫히는 고장이 있을 것이다. 이러한 예는 자동화기계, 배수관, 폭발물 등에서 찾아볼 수 있다. 본 논문에서는 두가지 유형의 고장상태를 갖는 중복시스템(직렬구조, 병렬구조, 대기구조)에 관한 마아코프 분석 모형을 설정하고, 라플라스 변환법을 사용하여 가용도 함수를 구하였다.

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하이드로릭 마운트가 장착된 지지계의 고유치 해석 (Eigen-Analysis of Engine mount system with Hydraulic Mount)

  • 고강호;김영호
    • 소음진동
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    • 제10권5호
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    • pp.800-805
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    • 2000
  • To determine the modal matrix and modal frequency of engine mount system, we most solve so-called eigen-value problem. However eigen-value problem of engine mount system with hydraulic mount can not be solved by general eigne-analysis algorithm because the properties of hydraulic mount vary with frequency. so in this paper the method for modal analysis of rigid body motions of an engine supported by hydraulic mount is proposed. Natural frequencies and mode shapes of this nonlinear system are obtained by using complex exponential method and Laplace transformation method. In time domain, impulse response functions are calculated by (two-sided) discrete inverse Fourier Transformation of forced frequency response functions achieved by Laplace transformation of the differential equation of motion. Considering the fact that frequency response functions synthesized by modal parameters form proposed method are in good agreement with original FRFs, it is proved that the proposed method is very efficient and useful for the analysis of eigne-value problem of hydraulic engine mount system.

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비정상 피복열선법 열전도도 측정시 시간-온도 특성에 대한 점근해 (Large Time Asymptotic Solution for Unsteady Heat Conduction Problem of Coated Hot-Wire Thermal Conductivity Measurement)

  • 배철호
    • 대한기계학회논문집
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    • 제19권7호
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    • pp.1684-1690
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    • 1995
  • A large time asymptotic solution for an unsteady heat conduction problem of a coated hot wire thermal conductivity measurement process was theoretically found. The solution revealed that the slope of wire temperature versus logarthmic time, which is used to evaluate the thermal conductivity, remains unchanged for large values of time even if a layer of coating is present on the hot wire. The significance of this result is that the thermal conductivity of an electrically conductive fluid can be measured with a coated hot wire using the same conversion relation as for a bare wire.