• 제목/요약/키워드: 미분방정식

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무인 국방 로봇의 효과적인 다물체 동역학 해석을 위한 부분시스템 합성방법 기반 DAE 해석 기법 비교 연구 (Comparative Study on DAE Solution Methods for Effective Multi-Body Dynamics Analysis of Unmanned Military Robot Based on Subsystem Synthesis Method)

  • 김명호;김성수;윤홍선
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권9호
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    • pp.1069-1075
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    • 2013
  • 무인 국방 로봇의 실시간 해석을 위해서는 효과적인 해석기법이 필수적인 요소이다. 이러한 효과적인 해석을 위하여 부분시스템 합성방법이 개발되었다. 부분시스템 합성방법은 기준 물체의 운동방정식과 각 부분시스템들의 운동방정식을 독립적으로 계산함으로써 계산량의 이득을 볼 수 있다. 운동방정식은 미분방정식과 대수방정식이 혼합된 미분대수방정식으로 표현된다. 이러한 미분대수방정식의 정확하고 효과적인 해석을 위해서 직접 적분방법, 구속조건식 안정화기법, 일반 좌표 분할기법 등이 개발되었다. 본 논문에서는 무인 국방 로봇의 효과적인 해석을 위하여 부분시스템 합성방법을 적용하고 위에서 기술한 세 가지의 미분대수방정식 해석기법을 비교하는 연구를 수행하였다.

On Quasi-Euler's Differential Equation

  • Choi, Seong-Hwan
    • 한국국방경영분석학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.15-22
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    • 1984
  • 오일러의 미분 방정식은 보조 방정식을 이용하면 쉽게 일반해를 구할 수 있다. 정의된 유사-오일러 미분 방정식을 풀기 위해 규정된 조건을 만족토록 하면 보조 방정식을 이용하여 일반해를 쉽게 구할 수 있음을 보였다.

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Fokker-Planck 방정식의 Path-Integral Solution을 이용한 구분적선형시스템의 비선형동적거동분석 (Stochastic Nonlinear Dynamics of a Piecewise-Linear System via the Path-Integral Solution of the Fokker-Planck Equation)

  • 마호성
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제12권2호
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    • pp.251-264
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    • 1999
  • 본 연구에서는 추계론적 동적시스템의 응답거동을 예측할 수 있는 반해석적 절차를 개발하였으며, 이를 이용하여 구분적선형시스템의 동적거동특성을 확률적 영역에서 분석하였다. 반 해석적 절차는 시스템의 추계론적 미분방정식에 상응하는 Fokker-Planck 방정식을 path-integral solotion을 이용하여 풂으로써 구할 수 있다. 결합확률밀도함수의 시간에 따른 전개과정을 통하여 시스템의 동적 응답거동 특성의 예측과 분석을 하고 시스템의 거동에 미치는 외부노이즈의 영향 또한 조사하였다. 반 해석적 방법은 위상면 상에서 결합확률밀도 함수를 통하여 응답거동의 예측은 물론 거동특성에 대하여 적절한 정보를 제공하는 것을 밝혔다. 혼돈거동의 특성은 외부노이즈가 존재하는 상황에서도 시스템의 응답 안에 잔재하는 것을 밝혔다.

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자바 빈즈를 이용한 웹 기반의 미분방정식 학습 컨텐츠 개발 (Development of Web-based Contents for Differential Equations using Java Beans)

  • 정광영;허원;방례비엣
    • 공학교육연구
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    • 제6권1호
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    • pp.32-41
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    • 2003
  • 본 논문에서는 자바 애플릿을 이용하여 웹 기반의 미분방정식 학습용 컨텐츠를 개발하였다. 컴퓨터 분야의 컴포넌트 기반의 소프트웨어 개발기법을 도입하여, 사용하기에 단순하고 편리한 자바 빈즈 컴포넌트를 먼저 개발하고, 이를 활용하여 미분방정식 학습용 컨텐츠를 개발하였다. 개발된 컨텐츠는 높은 상호작용 기능을 가지고 있어서, 학습자가 흥미를 갖고 학습할 수 있고, 풀이 절차를 반복적으로 확인할 수 있으며, 복잡한 수학적 개념을 쉽게 이해할 수 있다.

비선형 미분방정식의 TSK 퍼지 모델 유도에 관하여 (On the Derivation of TSK Fuzzy Model for Nonlinear Differentical Equations)

  • 이상민;조중선
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제11권8호
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    • pp.720-725
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    • 2001
  • 비선형 미분방정식으로부터 TSK(Takagi-Sugeno-Kang) 퍼지모델을 유도한느 것은 퍼지 제어의 이론분야에서는 매우 중요한 문제이다. 본 논문에서는 off-equilibrium에서 상수항을 가지는 부분 미분 방정식을 배제시키는 방법을 제안한다. 이는 전건부의 언어적 표현이 삼각형 소속함수들을 가지는 기본적인 TSK 퍼지모델에서 체계적으로 유도되어진다. 그리고, 유도된 TSK 퍼지모델의 전건부 소속함수들은 GA(Genetic Algorithm)를 이용하여 최적화함으로써 실제 미분방적식에 근사화한다. 아울러 이상의 제안된 방법의 우수성을 모의실험을 통하여 검증한다.

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조합하중을 받는 전단변형 기둥의 좌굴 후 거동 해석 (Post-Buckling of Shear Deformable Uniform Columns Under a Combined Load)

  • 유영찬;신영재
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제15권3호
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    • pp.313-320
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    • 2003
  • 본 연구는 등분포 축하중과 자유단의 집중하중으로 구성된 조합하중을 받는 등단면 기둥을 대상으로 휨과 전단변형을 고려한 비선형 미분 방정식을 유도하고, 미분 변환을 적용한 수치해석을 실시하여 좌굴 하중을 구하고 좌굴 후 거동 해석을 수행하였다. 자유단의 여러가지 기울기에 따른 좌굴하중을 구하였으며, 미분 변환으로 얻어진 본 연구의 결과는 기존의 연구 결과와 양호한 대응을 나타냈다. 본 연구를 통하여 미분 변환법이 좌굴 후 거동 해석과 같은 비선형 미분방정식의 해법에 적용될 수 있음을 확인하였고, 향후 좀 더 복잡하고 다양한 문제에도 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

불규칙 가진되는 회전-고정보의 비선형응답특성 (Nonlinear Responses of a Hinged-Clamped Beam under Random Excitation)

  • 조덕상;김영종
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제13권4호
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    • pp.427-436
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    • 2000
  • 이 논문은 불규칙 가진력을 받는 회전-고정보의 비선형 응답특성을 나타낸다. 불규칙 가진력은 두 번째 고유모드의 절점과 최대변위점에 가했다. 비선형 편미분 방정식과 경계조건으로 표현되는 이 문제를 Galerkin의 방법을 이용하여 연립 비선형 상미분방정식으로 변환하였다. 이 상미분방정식으로부터 Fokker-Planck방정식과 모멘트 방정식을 얻은 후 Gaussian closure 방법 및 non-Gaussian closure 방법을 이용하여 3 모드 근사시 각각 27개 및 209개의 자율 상미분방정식을 구하였다. Gaussian closure 방법과 non-Gaussian closure 방법으로 2 모드 및 3 모드 근사해석을 수행하였고 해석적 결과들은 Monte Carlo 시뮬레이션 결과와 비교되었다. 해석결과 2 모드 근사해와 3 모드 근사해가 거의 일치하였고 2 모드 내부공진만 고려하여도 해석결과에 별 영향을 주지 않는다는 것을 알 수 있다.

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마제형 원호 아치의 면내 자유진동 (In-plane Free Vibrations of Horseshoe Circular Arch)

  • 이병구;오상진;이태은
    • 대한토목학회논문집
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    • 제34권4호
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    • pp.1043-1052
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    • 2014
  • 이 연구는 마제형 원호 아치의 면내 저유진동에 관한 연구이다. 마제형 아치의 면내 자유진동을 지배하는 연립 상미분방정식을 곡률중심 및 접선 방향의 변위에 대하여 유도하였다. 특히 지배미분방정식은 반원보다 큰 중심각을 갖는 마제형 아치에 적용하기 위하여 각좌표보다는 곡선거리 좌표에 관한 미분방정식으로 유도하였다. 미분방정식을 수치해석하여 고유진동수와 진동형을 산출하였다. 변수연구를 통하여 회전관성, 세장비, 곡선길이비가 무차원 고유진동수에 미치는 영향을 분석하였다.

현수 곡선부재의 면내 자유진동 해석 (Planar Free Vibrations of Catenary Arcs)

  • 이병구;오상진;서주석
    • 대한토목학회논문집
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    • 제10권3호
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    • pp.19-28
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    • 1990
  • 현수 곡선부재가 면내 자유진동할 때 발생하는 변위에 의한 합응력과 질량을 갖는 부채의 미소요소에 작용하는 관성력에 대한 동적 평형방정식을 이용하여 현수 곡선부재의 면내 자유진동을 지배하는 미분방정식을 유도하였다. 이 미분방정식에는 회전관성효과를 고려하였다. 이 미분방정식을 양단힌지 및 양단고정의 단부조건을 갖는 현수 곡선부재에 적용시키고 고유진동수와 진동형을 구하기 위하여 시행착오적 고유치문제와 Improved Euler method를 이용하여 수치해석 하였다. 수치해석 결과로 회전관성이 고유진동수에 미치는 영향을 고찰하고, 고유 진동수와 곡선부재 높이와의 관계 및 고유진동수와 세장비와의 관계를 그림에 나타내었다. 또한 진동형의 예를 그림에 나타내었다.

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격자 구성에 따른 만곡수로의 흐름특성 분석 (An Analysis of the Flow Characteristics in Meandering Channels Due to Constructed Grid)

  • 박성수;유제선;조용식
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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    • pp.1757-1760
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    • 2008
  • 본 연구에서는 유한요소 모델인 RMA-2를 이용하여 격자의 구성방법에 따른 만곡수로에서의 흐름특성분석을 비교하였다. 수치모의는 격자구성에 따라 균일격자망의 모형과 타원형 편미분 방정식을 이용한 모형에 대하여 실시하였다. 균일 격자망의 모형은 직선부에서는 가로세로비율에 따라 직사각형 격자를 구성하였고 곡선부에서는 곡률구간을 일정한 각도로 나누어 구성하였으며, 타원형 편미분 방정식을 이용한 모형은 격자간의 직교성을 만족하도록 구성하였다. 본 연구의 수치 모의는 Shukry(1950)의 $180^{\circ}$ 만곡수로실험과 동일한 조건으로 실시하였으며 각 지점에서의 합성 유속분포를 실험값과 비교하였다. 실험결과, 만곡부에서 타원형 편미분 방정식을 이용한 모형의 수치모의 결과는 균일격자를 이용한 모형에 비해 실험값과 잘 일치함을 알 수 있었다.

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