In the present study, domain decomposition using the substructuring method is developed for the computational efficiency of the finite element analysis of metal forming processes. In order to avoid calculation of an inverse matrix during the substructuring procedure, the modified Cholesky decomposition method is implemented. As obtaining the data independence by the substructuring method, the program is easily parallelized using the Parallel Virtual Machine(PVM) library on a workstation cluster connected on networks. A numerical example for a simple upsetting is calculated and the speed-up ratio with respect to various domain decompositions and number of processors. Comparing the results, it is concluded that the improvement of performance is obtained through the proposed method.
점차 대형화 및 복잡화되어 가고 있고 구조 개편에 따른 다양한 운용주체들의 참여에 따라 전력계통의 보다 신속하고 정확한 운용 상태의 파악과 효과적인 사고 대처의 필요성이 증대되고 있다. 전력계통의 운용 상태에 대한 정확한 판단과 특히 근래에 자주 발생되고 있는 광역정전에 보다 효과적으로 대처하기 위해서는 많은 경우의 상정사고들뿐만이 아니라 각 상정사고 후에 발생할 가능성이 큰 후속 고장들에 대해서 까지도 분석할 필요성이 있다. 이를 위해서는 발생 가능성이 큰 사고 및 사고 시 계통에 큰 영향을 줄 수 있는 사고들의 선정 및 이들의 해석 우선순위를 신속히 결정할 수 있고 사고 해석에 소요되는 시간을 대폭 감소시킬 수 있는 시스템의 구현이 요구된다. 본 논문에서는 많은 시간이 소요되는 상정사고 및 그로 인한 일련의 파급 가능 사고들에 대한 해석을 신속히 수행하기 위한 병렬연산 기반 멀티 에이전트 시스템을 제안한다.
본 연구는 병렬전단벽 구조물의 변환부분의 효율적인 유한요소해석을 위한 보-변환요소 및 변환부분의 요소를 제시하고자 한다. 먼저 보-변환요소는 보요소와 벽체요소사이의 변형 및 힘의 구속조건을 근거로하여 보의 기본적인 거동을 동일하게 유지하면서 평면응력요소의 개념으로 대치된 유사보요소로 간주될 수 있으며, 이는 변환부분에서의 보요소와 벽체요소사이의 서로 다른 자유도에 기인한 변형의 부적합성을 합리적으로 해결해준다. 또한 보-변환요소와 직접 연결되는 변환부분의 요소는 보-변환요소의 경우와 동일한 구속조건이 적용됨으로써 변환부분에 대한 효율적인 요소분할방안을 제시해 준다. 이와 같이 본 연구에서 제시된 요소들은 기본적으로 병렬전단벽 구조물 뿐만아니라 보요소와 벽체요소의 상호작용이 고려되는 모든 구조물에 효율적으로 활용될 수 있다.
Three-dimensional structures of unsteady detonation wave propagating through a square-shaped tube is studied using computational method and parallel processing. Inviscid fluid dynamics equations coupled with variable-${\gamma}$ formulation and simplified one-step Arrhenius chemical reaction model were analysed by a MUSCL-type TVD scheme and four stage Runge-Kutta time integration. Results in three dimension show the two unsteady detonation wave propagating mode, the Rectangular and diagonal mode of detonation wave instabilities. Two different modes of instability showed the same cell length but different cell width and the geometric similarities in smoked-foil record.
본 논문은 Full bridge 방식의 LC 병렬구조를 갖는 400watt HID용 전자식 안정기 구조에 대한 해석과 항상 HID 램프가 일정한 출력을 갖도록 하는 제어 방법에 대해 다루었다. 전자식 안정기의 구조는 LC 병렬구조이다. 램프에 흐르는 전류값에 따라서 전자식 안정기의 동작주파수가 가변되는 구조를 가지고 있어, 램프 점등 초기에는 동작 주파수가 높다가 안정상태로 들어가면 주파수가 떨어지는 특성을 지니고 있다.
연구는 병렬 컴퓨팅 기반에서 자동화된 격자 생성 기법과 입자 군집 최적화(PSO) 알고리즘을 적용한 최적 설계 프레임워크를 개발하여 이를 인공위성 어댑터 모듈의 구조 최적 설계에 적용하였다. 자동화된 격자 생성 기법을 적용하여 구조 형상 변화를 가능하게 함으로써 폭넓은 범위에서 최적 형상 모델을 도출할 수 있었다. 또한 최적화 알고리즘인 PSO 알고리즘을 병렬 계산환경과 접목하고, 계산 성능을 최대화하기 위해 비동기식 PSO 알고리즘을 개발하였다. 그 결과 최적화에 걸리는 계산 시간을 줄일 수 있었다. 최적화 작업에서 제한 조건으로는 고유진동수와 어댑터에 발생하는 최대 응력 값을 고려하였다. 결과적으로 인공위성 어댑터 모듈의 최적 설계를 통해 인공위성 구조 질량 감소를 유도해 내었다.
병렬로봇은 구조적 특성 때문에 정밀성 및 고강성이 요구되는 분야와 고속성이 요구되는 분야에서 주로 적용되고 있다. 물류 분야에서 고속이송의 중요성은 날이 갈수록 증가하고 있으며, 본 연구에서도 동일한 목적으로 고속 이송에 적용될 병렬로봇이 개발되었다. 개발된 로봇은 최대 3kg의 부하를 이송할 수 있으며 0.1kg의 부하조건에서의 최대 운전 조건은 싸이클 타임 0.3sec로 최대 속도 약 4.5m/sec로 운전할 수 있으며(Pick & Place 작업, Adept cycle) 이때 최대 가속도는 약 13G에 달한다. 본 논문에서는 개발된 고속 병렬로봇의 설계 및 해석에 관한 연구결과와 개발된 로봇의 성능에 관해 소개하고자 한다.
유한요소해석프로그램들의 적용대상이 최근들어 다(多) 자유도의 비선형문제로 확대됨에 따라 컴퓨터의 계산속도가 특히 중요한 제한조건으로 대두되기 시작하였으며 금속성형해석, 자동차 등의 충돌해석(자유도가 2만-6만), 토질 및 콘크리트 등의 점소성해석과 더불어 항공기, 터빈 등의 열응력해석 및 동적해석 등에 있어서는 막대한 계산시간으로 인하여 해석의 효율성에 대한 문제가 제기되고 있다. 따라서 슈퍼컴퓨터를 포함하여 고속연산기능을 가진 병렬처리컴퓨터를 이용하여 유한요소해석을 수행하여야 할 필요성이 증가하고 있다. 88년 9월중에 한국과학기술원 시스템공학센터에 현존하는 슈퍼컴퓨터중 최상위 성능을 가진 CRAY2S가 설치됨에 따라 국내에도 슈퍼컴퓨터시대가 열리게 되었으며 따라서 본 고에서는 CRAY2S의 시스템개요 및 응용소프트웨어에 대하여 소개하고 슈퍼컴퓨터를 이용한 유한요소해석에 관하여 간략히 기술하고저 한다.
CNN-UM의 아날로그 연산기능을 활용할 수 있는 영상 변화 검출 알고리즘을 개발하였으며 이를 이동물체 검출에 활용하였다. CNN-UM은 영상의 아날로그 병렬처리가 가능한 구조이므로 고속의 실시간 처리가 필요한 분야에는 매우 높은 응용성을 가진 새로운 구조의 아날로그 및 로직처리(아나로직) 프로세서이다. 이 CNN-UM은 동일 영상 프레임 내에서의 처리에는 능률적인 구조이지만 영상 프레임 간의 계산에는 아날로그 병렬처리 기능을 활용하기 어려운 연산구조라는 단점이 있었다. 본 연구에서는 셀의 상태 저장 커패시터에 인접 프레임의 영상들을 상호 역 부호를 통하여 중첩함으로써 영상 프레임 간의 변화 검출을 병렬로 수행할 수 있는 알고리즘을 개발하였으며 이 원리를 전기적 등가회로를 통해 해석하였다. 또한, 개발한 알고리즘을 이동물체 검출을 위한 프레임간의 영상 변화 검출에 적용하여 타당성을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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