• 제목/요약/키워드: 선형방정식의 해

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하이브리드 FVM/FDM 기반의 2차원 흐름 및 스칼라 이송 모형 개발 (Development of 2DH hydrodynamic and scalar transport model based on hybrid finite volume/finite difference method)

  • 황순철;손상영
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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    • pp.105-105
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    • 2021
  • 본 연구에서는 2차원 비선형 천수모형과 수심평균된 스칼라 이송모형을 해석하는 수치모형에 대해 기술하였다. 수치모형의 정확성을 보장함과 동시에 안정성을 높이기 위해 유한체적법, 플럭스 재구성 및 minmod 제한자를 사용하였다. 비선형 천수방정식의 이송항과 바닥 경사항은 계산된 수심의 양수 보존과 흐름의 정상 상태를 보장하기 위한 second order well-balanced positivity preserving central-upwind method를 이용하여 수치적으로 이산화되었다. 마찬가지로, 이송-확산 방정식 내 이송항은 동일한 2차 풍상차분법을 통해 수치적으로 풀이하였다. 격자점 경계면에서의 불연속으로 인한 수치진동을 방지하기 위해 이송항의 계산에 포함된 보존항의 차이로 인해 발생하는 스칼라의 수치확산을 최소화하기 위해 무차원의 비소산함수를 도입하였다. 또한, 확산항은 유한차분법을 이용하여 이산화하였다. 제안된 수치모형은 시간미분항의 계산을 위해 오일러 기법을 적용하여 계산된 수심 및 스칼라의 양수 보존여부와 함께 정지된 흐름의 정상 상태의 보존여부를 확인하였다. 제안된 수치모형의 해석 정확성을 평가하기 위해 1, 2차원 공간 내 다양한 흐름 조건에서의 해석해를 이용한 3개의 벤치마크 테스트를 수행하였다. 평균 제곱근 오차(Root Mean Squared Error, RMSE)를 산정하여 수치모형의 성능을 정량적으로 평가하였으며, 비소산함수를 적용함에 따라 스칼라의 수치확산이 감소하게 되었음을 확인하였다. 또한, 세 차례의 벤치마크 테스트 결과는 공통적으로 수치모형에 의해 계산된 결과값이 비소산함수를 고려함에 따라 해석해와 잘 일치함을 확인하였다.

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지진하중을 받는 비선헝 추계적 시스템의 불규칙진동해석 (Random Vibration Analysis of Nonlinear Stochastic System under Earthquake Using Statistical Method)

  • Moon, Byung-Young;Kang, Gyung-Ju;Kang, Beom-Soo
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제5권6호
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    • pp.55-64
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    • 2001
  • 본 논문에서는 비선형 추계적 구조시스템의 지진에 대한 동적응답 해석방법을 제안하였다. 부분구조합성법에 기초한 섭동법을 응용하여 지진외력에 의한 불규칙진동의 시간응답과 주파수응답 해석과정을 정식화하였다. 이 방법에서는 대형 .동적 시스템의 지배방정식인 비선형 미분방정식을 몇 개의 비선형 모달방정식으로 근사 변환한다. 각 분계는 비선형 복원력항을 모드좌표로 근사변환함으로써 선형화하여 합성되어진다. 모드좌표에서 섭동법을 이용하여 비선형 운동방정식의 불규칙 진동에 대한 해를 구함으로 해석과정이 축소되어진다. 제안된 방법의 적합성과 유효성을 평가하기 위하여 비선형성을 가진 기계구조 시스템을 해석하였다. 이 해석결과는 불규칙 진동 응답을 해석하는데 유효한 접근방법으로 판단되며 내진 설계에 기여할 것으로 예상된다.

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일반역행렬을 이용한 복합하중을 받는 구조물의 안정경계에 관한 연구 (A Study on the Stability Boundary for Multi-Loading System by Using Generalized Inverse)

  • Kim, Jae-Yeol;Choong, K. K
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제12권2호
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    • pp.223-231
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    • 1999
  • 본 연구는 복합하중을 받는 구조물에 있어서 구조물의 안정경계점을 계산하는 방법을 제시하고 있다. 여기에서는 우선 안정경계점에 놓여 있는 기지의 점에 대한 선형해를 일반역행열을 이용하여 선형 증분 평형방정식의 여해와 특이해의 선형결합으로 나타내었다. 다음으로 두 개의 하중계수를 구속하는 선형조건을 도입하고, 그 구속조건하에서 하중계수 비가 일정하게 되도록 반복계산을 수행하므로써, 안정경계점위의 다음 목표점이 얻어진다. 얻어진 이 점을 초기점으로 이용한다. 평형경로를 추적할 때, 본래의 두 개의 하중계수 문제는 하중계수의 비가 일정하다는 조건을 도입하여 단일 하중계수의 문제로 된다. 두 개의 예를 들어 수치해석을 행하였으며, 얻어진 결과로부터 본 연구에서 채택된 방법은 구조물의 경계안정점을 찾는 문제에 적합하며 더욱 개발할 여지가 있음을 보여주고 있다.

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On the Multivariate Poisson Distribution with Specific Covariance Matrix

  • Kim, Dae-Hak;Jeong, Heong-Chul;Jung, Byoung-Cheol
    • Journal of the Korean Data and Information Science Society
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    • 제17권1호
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    • pp.161-171
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    • 2006
  • In this paper, we consider the random number generation method for multivariate Poisson distribution with specific covariance matrix. Random number generating method for the multivariate Poisson distribution is considered into two part, by first solving the linear equation to determine the univariate Poisson parameter, then convoluting independent univariate Poisson variates with appropriate expectations. We propose a numerical algorithm to solve the linear equation given the specific covariance matrix.

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축방향의 관성력과 전단변형이 보의 진동에 미치는 영향 (The Effects of Longitudinal Inertia Force and Shear Deformation on the Large Amplitude Vibrations of Beams)

  • ;이낙주
    • 대한기계학회논문집
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    • 제1권2호
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    • pp.82-88
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    • 1977
  • 1장이 축방향으로 자유로이 움직일 수 있는 단선지시보의 진동에 있어서 그 진폭이 크고, 축방향의 관성력과 전단변형을 고려할때 의 진동을 살폈다. 운동방정식을 처짐을 독립변수로 하는 비선형편미분방정식으로 표시하고, model expansion과 Galerkin 방법에 의해서 비정형연립상미분방정식으로 변형한 다음에 Perturbation method of muthod of multiple scale로 유사해를 구하였다. 또한 보의 진동수-진폭의 관계에 대한 일반적 표현을 구하고, 간단한 구체적 해에 대하여 1차근사해와 진동수-진폭관계를 계산하여 이미 이루어진 연구결과와 비교하였다.

불규칙 해상에서 선체의 비선형 횡요운동에 대한 FPK 방정식의 응용 (Application of FPK Equation for Nonlinear Ship Rolling in Irregular Seas)

  • 권순홍;정정환;이태일
    • 대한조선학회논문집
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    • 제29권1호
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    • pp.61-70
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    • 1992
  • 본 연구에서는 파에 의한 선체의 횡요 운동에 대한 예측의 문제를 다루었다. 설계시 필요한 횡요 운동의 확률 밀도 함수를 구하기 위하여 FRK방정식을 이용하겠다. FRK방정식의 해는 평균화 과정을 통하여 근사적으로 구하였다. 이 근사해를 Dalzell[4]의 Simulation과 Roberts[14]의 계산 결과와 비교하여 그 정확도를 검토하여 보았다.

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Lyapunov 방정식을 이용한 불확실한 선형 시스템의 안정한 섭동 유계 해석 (The Interpretation Stability Uncertain Bound for the Uncertain Linear Systems via Lyapunov Equations)

  • 조도현;이상훈;이종용
    • 전자공학회논문지 IE
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    • 제44권4호
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    • pp.26-29
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    • 2007
  • 본 논문에서는 섭동 시스템 행렬을 가지는 선형 시스템에 대하여 Lyapunov 방정식과 함수를 고려하여 섭동 유계를 유도한다. 그리고 Lyapunov 함수의 도함수가 음의 정의로 보장되는 가장 큰 섭동 구간을 허락하는 Lyapunov 함수의 선택에 대하여 고려한다. 행렬 계수를 가지는 행렬 리카티 방정식의 해 존재에 대하여 살펴보며, 예를 통하여 검증한다.

평면내 방향 기진력에 의한 평면밖 방향 운동의 예측 (Prediction of the Out-of-plane Motion due to the In-plane Excitation)

  • ;오일근
    • 한국해양공학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.141-149
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    • 1993
  • 삼 자유도를 가진 부유물체의 동적 응답을 이론적으로 연구하였다. 평면내 방향 운동모우드에 대한 지배방정식을 선형화한 후, 그들의 조화해를 평명밖 방향 운동모우드의 방정식과 연성시켰다. 그렇게 해서 주어지는 방정식은 시간에 따라 변화하는 계수를 가진 형태로서, 평면밖 방향의 운동만을 보일 것으로 예측되는 부유물체가 평면밖 방향의 운동을 보일 수도 있음을 밝혔다. 동역학적 불안정성과 그 결과로 나타나는 평면밖 방향의 대진폭 운동을 보이고 있다. 본 결과는 주기적으로 동요하는 부유물체가 서로 연성된 운동을 하는 현상으로도 해석할 수 있다.

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노면가진을 받는 승용차의 진동해석 (Analysis of Vertical Vibration of a Passenger Car due to Road Excitation)

  • 최영휴;김원석;민현기;이장무
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1990년도 추계학술대회논문집; 한양대학교, 서울; 24 Nov. 1990
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    • pp.143-147
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    • 1990
  • 자동차는 주행시에 노면가진으로 인하여 진동을 받게 되는 데 이러한 진동 은 운전자의 승차감을 저하시킬 뿐만 아니라 화물과 차량 부품을 파손시키 는 원인이 되기도 한다. 노면가진력은 주로 현가장치를 통하여 차량에 전달 되어 차량의 진동을 유발하게 되므로 승차감을 향상시키려면 노면가진을 효 과적으로 차단할 수 있도록 현가장치를 설계하여야 한다. 이를 위하여 본 논 문에서는 차량을 현가장치의 형식에 따라 3가지 종류로 구분한 다음 각각을 12자유도로 모델링하여 노면이 불규칙(random)한 도로를 주행할 때의 승용 차의 진동을 해석하고, 현가스프링의 강성과 쇼크 압소바의 감쇠 값이 자체 수직 가속도 유효치(rms value)와 현가장치 유효행정(rms stroke length)에 미치는 영향을 분석하였다. 차량의 운동방정식은 현가장치의 비선형 특성을 고려하였기 때문에 미소 각 운동의 가정에도 불구하고 비선형 방정식이 된 다. 운동 방정식의 해는 4차 Runge-Kutta 적분법을 사용하여 수치해석으로 구하였다.

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Elastic Stability of Thin-Walled Arches subjected to Uniform Bending - Linear Bending Normal Strain Distribution -

  • Ryu, Hyo-Jin;Lim, Nam-Hyoung;Lee, Chin-Ok
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제9권2호
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    • pp.11-15
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    • 2009
  • 본 논문에서는 균일 모멘트 하중을 받는 박판 아치의 탄성 좌굴에 관한 연구를 수행하였다. 초기 곡률을 고려한 비선형 변형률-변위 관계식을 전체 포텐셜 에너지 방정식의 이차 변분에 대입하여 초기 곡률 효과를 포함하는 에너지 방정식을 유도하였다. 휨 모멘트에 의한 단면 내 법선 변형률이 선형으로 분포한다는 초기 곡률 효과에 대한 가정사항을 유도과정에 일관되게 적용하였다. 균일 모멘트 하중을 받는 아치의 휨-비틀림 좌굴하중에 관한 제차해를 제시하고 타 연구자의 결과와 비교하였다.