• Title/Summary/Keyword: 반복 계산법

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An Accelerated Iterative Method for the Dynamic Analysis of Multibody Systems (반복 계산법 및 계산 가속기법에 의한 다물체 동역학 해법)

  • 이기수;임철호
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.16 no.5
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    • pp.899-909
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    • 1992
  • An iterative solution technique is presented to analyze the dynamic systems of rigid bodies subjected to kinematic constraints. Lagrange multipliers associated with the constraints are iteratively computed by monotonically reducing an appropriately defined constraint error vector, and the resulting equation of motion is solved by a well-established ODE technique. Constraints on the velocity and acceleration as well as the position are made to be satisfied at joints at each time step. Time integration is efficiently performed because decomposition or orthonormalization of the large matrix is not required at all. An acceleration technique is suggested for the faster convergence of the iterative scheme.

3D Finite Element Analysis of Nonlinear Magnetostatic Problem Using the Transmission Line Modeling(TLM) Method (TLM법을 이용한 3차원 비선형 정자계 해석)

  • Im, Chang-Hwan;Kim, Hong-Hyu;Jung, Hyun-Kyo
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 1999.07a
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    • pp.70-72
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    • 1999
  • 일반적으로 비선형 정자계 문제를 해석하기 위해서 뉴튼-�N슨(Newton -Raphson : NR)법이 이용된다. 하지만 뉴튼-�N슨법의 경우 각 반복계산 때마다 새로운 선형 시스템의 해를 구하기 위해서 LU-decomposition과 같은 과정을 매 반복계산 때마다 시행해야 하므로 절점(node)의 수가 증가할 경우 계산시간이 증가한다는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해서 최근 TLM (Transmission Line Modeling)법이 새로운 반복계산법으로 비선형 유한 요소 해석에 적용되었으며 뉴튼-�N슨법에 비해 훨씬 우수한 특성을 보여주었다. 하지만 지금까지의 TLM법은 2차원의 정식화만 이루어졌고 3차원에는 적용되지 못한 것이 사실이다. 본 논문에서는 3차원의 비선형 정자계 문제에 TLM법을 적용할 수 있는 수식을 최초로 제안하며 3차원 코어(core)모델에 대해 TLM법을 적용하여 그 타당성을 검증하기로 한다. 또한 3차원 비선형 TLM법을 이용한 해석 결과가 뉴튼-�N슨법에 의한 결과와 완전히 일치하며 수렴 속도에 있어서도 훨씬 향상된 결과를 나타냄을 보이도록 하겠다.

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Calculation of Low Aspect Ratio Wing Aerodynamics by Using Nonlinear Vortex Lattice Method (비선형 와류격자법을 이용한 낮은 종횡비 날개의 공력특성 계산)

  • Lee, Tae-Seung;Park, Seung-O
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.36 no.11
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    • pp.1039-1048
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    • 2008
  • new computational procedure for the Non-Linear Vortex Lattice Method (NLVLM) is suggested in this work. Conventional procedures suggested so far usually involves inner iteration loop to update free vortex shape and an under-relaxation based iteration loop to determine the free vortex shape. In this present work, we suggest a new formula based on quasi-steady concept to fix free vortex shape which eliminates the need for inner iteration loop. Further, the ensemble averaging of the induced velocities for a given free vortex segment evaluated at each iteration significantly improves the convergence property of the algorithm without resorting to the under-relaxation technique. Numerical experiments over several low aspect ratio wings are carried out to obtain optimal empirical parameters such as the length of the free vortex segment, the vortex core radius, and the rolled-up wake length.

The Transmission Line Modeling Method for Finite Element Analysis of Hysteretic Material (TLM법을 이용한 히스테리시스 자성체의 유한요소 해석)

  • Im, Chang-Hwan;Kim, Hong-Kyu;Jung, Hyun-Kyo
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2000.07b
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    • pp.825-827
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    • 2000
  • 자성체를 포함하는 자기 시스템을 해석하는데 있어 비선형과 히스테리시스(Hysteresis)는 매우 중요한 역할을 한다. 특히 재질의 히스테리시스 특성을 유한요소법(FEM)을 이용하여 계산하기 위해서 많은 방법들이 소개되었다. 단순 반복법이나 Fixed Point Technique(FPT), M-iteration 법. 뉴튼 랍슨 (Newton-Raphson) 법 등이 그 예이다. 이 방법들 중에서 뉴튼 랍슨법은 빠른 수렴 특성으로 가장 많이 사용되고 있다. 하지만 뉴튼-랍슨법을 이용하여 히스테리시스 재질을 해석할 때는 매 반복 계산 때마다 계 계수행렬(System Stiffness matrix)이 변화하기 때문에 요소의 수가 매우 많을 경우 역행렬을 계산하기 위한 시간이 많이 소요되는 단점이 있다. 특히 히스테리시스 해석의 경우에는 주로 time-step법을 이용하여 계산하므로 가장 시간이 많이 소요되는 행렬 계산 시간을 단축함으로써 전체 계산 시간을 크게 줄일 수 있다. 최근 비선형 해석에서 TLM(Transmission Line Modeling)법이 도입되어 비선형 해석 시의 계산 시간을 크게 단축할 수 있게 되었다. 본 논문에서는 비선형 해석에 적용된 TLM법을 히스테리시스 해석에 적용하는 방법을 새로 제안한다. TLM법은 뉴튼-랍슨법과 달리 각 반복 계산 때마다 계수행렬식이 변화하지 않고 단지 구동항만 변하기 때문에 행렬의 LU를 한 번 저장해 두면 forward와 backward substitution만 시행하면 된다. 따라서 요소의 수가 증가할 경우 TLM법을 사용하면 뉴튼-랍슨법에 비해 매우 큰 계산 이득을 얻을 수 있다. 본 논문에서는 TLM법을 히스테리시스에 적용하는 방법을 기술하고 간단한 모델에 이 방법을 적용하여 뉴튼-랍슨법과의 비교를 통해 TLM법의 효용성을 보인다.

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Analysis of 1-D Free boundary Problem Using Implicit Moving-Least-Squares Difference Method (Implicit 이동최소제곱 차분법을 이용한 1차원 자유경계문제의 해석)

  • Yoon, Young-Cheol
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2010.04a
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    • pp.48-51
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    • 2010
  • 본 논문에서는 자유경계문제 해석을 위해 정확도가 향상된 implicit 이동최소제곱 차분법을 제시한다. 계면경계에 대한 implicit 정의로 인해 비선형 시스템이 구성되고, 매 해석단계마다 절점해와 계면경계의 위치를 반복계산을 통해 찾는다. 계면경계 결정시 속도항을 한 단계 뒤로 지연시켜 explicit하게 근사적으로 계산하던 기존 방법에 비해 계면경계의 위치를 더 정확하게 계산할 수 있고, 결과적으로 해의 정확도가 향상되었다. 계면경계 위치값이 비교적 빠른 속도로 수렴하기 때문에 많은 반복계산이 필요치 않다. 수치예제를 통해 기존의 방법으로 계산한 결과와 비교하여 새롭게 개발한 implicit 방법의 향상된 정확도를 보였다.

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Analysis of Frictional Contact Problems of Nonlinearly Deformable Bodies by Using Contact Error Vector (접촉 오차 벡터를 이용한 비선형 변형체의 마찰접촉 해석)

  • Lee, Kisu;Kim, Bang-Won
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.13 no.3
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    • pp.305-319
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    • 2000
  • Numerical solution lot frictional contact problems of nonlinearly deformable bodies having large deformation is presented. The contact conditions on the possible contact points are expressed by using the contact error vector, and the iterative scheme is used to reduce the contact error vector monotonically toward zero. At each iteration the solution consists of two steps : The first step is to revise the contact force by using the contact error vector given by the previous geometry, and the second step is to compute the displacement and the contact error vector by solving the equilibrium equation with the contact force given at the first step. Convergence of the iterative scheme to the correct solution is analyzed, and the numerical simulations we performed with a rigid-plastic membrane and a nonlinear elastic beam.

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Effect of Gradient Vector Calculation Method On Adaptive Beamforming using LMS Algorithm (기울기 벡터 계산법이 LMS 알고리즘을 이용한 적응 빔포밍에 미치는 영향)

  • Kwang-Chol Chae;Ki-Ryang Cho
    • The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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    • v.18 no.3
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    • pp.535-544
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    • 2023
  • In this paper, we study the effect of gradient vector calculation method(analytical method, central finite difference method) on adaptive beamforming to control weight distribution during iterated calculation when LMS algorithm (repeating method) is used to realize desired beam pattern. To this end, a quasi-ideal beam having an arbitrarily set beam width, a rotating beam, and a multi-beam were reviewed as examples. Numerical experiments applied the step parameters of the appropriate values to the adaptive beamforming system through trial and error equally to the two calculations, and compared the convergence characteristics of objective functions that evaluate adaptability and error using two methods for calculating gradient vectors.

Adapt ive Iteration Decoding Preset Method of LDPC Codes by SNR Estimation & Decoder Structure (LDPC 부호의 적응적 반복 복호수 설정 방식 및 복호기 구조)

  • 이정훈;장진수;정영일;이문호
    • Proceedings of the IEEK Conference
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    • 2001.09a
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    • pp.773-776
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    • 2001
  • 열악한 전송 환경에서 고품질, 고신뢰성 통신을 지속적으로 하기 위해서 오류 정정 부호는 필수 적이다. 최근에 반복 복호를 통해 샤논의 채널 용량 한계에 근접하는 터보 부호와 LDPC부호가 가장 관심을 불러일으키고 있다. 반복 복호법은 성능 면에서는 우수해 지나 이에 따른 계산량 증가와 지연이 수반된다. 따라서 본 논문에서는 모의 실험을 통한 수신 데이터를 이용, SNR을 추정하여 LDPC 부호의 최대 반복 복호수에 따른 계산량과 지연을 효과적으로 줄일 수 있는 적응적 반복 복호수 설정 방식을 제안한다.

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MLFMA for Computation of TM Scattering from Near Resonant Object (유사 공진형 물체에 대한 TM 전자파의 산란계산을 위한 MLFMA방법)

  • ;W. C. Chew
    • The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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    • v.9 no.6
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    • pp.735-745
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    • 1998
  • The method of moments has been widely used in the analysis of TM scattering problems. Recently, significant advances in the development of fast and efficient techniques for solving large problems have been reported. In such methods, iterative matrix solvers are preferred by virtue of their speed and low memory requirements. But for near resonant and strong multiple scattering problems, e.g., involving an aircraft engine inlet, a large number of iterations is required for convergence. In this paper, an efficient approximate inverse based preconditioner is used to reduce this number of iterations. By using the matrix partitioning method, the computational is used to reduce this number of iterations. By using the matrix partitioning method, the computational cost for obtaining the approximate inverse is reduced to O(N). We apply this preconditioner to an O(NlogN) algorithm, the multilevel fast multipole algorithm, for the aircraft engine inlet problem. The numerical results show the efficiency of this preconditioner.

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Recursive Estimation of Biased Zero-Error Probability for Adaptive Systems under Non-Gaussian Noise (비-가우시안 잡음하의 적응 시스템을 위한 바이어스된 영-오차확률의 반복적 추정법)

  • Kim, Namyong
    • Journal of Internet Computing and Services
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    • v.17 no.1
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    • pp.1-6
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    • 2016
  • The biased zero-error probability and its related algorithms require heavy computational burden related with some summation operations at each iteration time. In this paper, a recursive approach to the biased zero-error probability and related algorithms are proposed, and compared in the simulation environment of shallow water communication channels with ambient noise of biased Gaussian and impulsive noise. The proposed recursive method has significantly reduced computational burden regardless of sample size, contrast to the original MBZEP algorithm with computational complexity proportional to sample size. With this computational efficiency the proposed algorithm, compared with the block-processing method, shows the equivalent robustness to multipath fading, biased Gaussian and impulsive noise.