• Title/Summary/Keyword: 선형방정식

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

  • Hwang, Sooncheol;Son, Sangyoung
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2021.06a
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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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A Method for Vibration and Sensitivity Analysis of Structure Systems with Non-linear Characteristics (비선형 특성을 가진 구조시스템의 진동과 감도해석 방법)

  • Moon, Byung-Young;Kim, Sa-Soo;Iwatsubo, Takuzo
    • Journal of Ocean Engineering and Technology
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    • v.13 no.4 s.35
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    • pp.10-18
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    • 1999
  • 본 논문에서는 대형구조물의 해석에 있어서 부분구조합성법과 섭동법을 이용하여 복잡한 비선형시스템의 해석방법을 제안하였다. 해석방법은 전체시스템을 먼저 몇 개의 분계로 분할한다. 각 분계의 운동방정식에 비선형항이 존재하여도 전체시스템의 지배적 진동모드는 선형모드라는 가정하에 이 시스템의 각 분계를 모드좌표로 변환한다. 이때, 비선형항은 근사적으로 변환한다. 그리고 섭동법을 이용하여 각 분계의 모드좌표방정식은 섭동좌수별로 정식화되어 순차적으로 구해진다. 비선형의 감도는 비선형계수로 정의되고, 그에 상응하는 강성에 의해 구해진다. 제안된 해석방법으로 비선형회전체, 비선형 베어링-페데스탈로 구성된 대형시계구조물의 진동을 해석하였다. 해석방법의 유효성을 평가하기 위해 응답의 정도와 계산소요시간을 유한요소법의 결과와 비교 분석하였다.

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Beam Propagation and Nonlinear Optics Simulation in Coherently Prepared Atomic Media (결맞음 원자계에서 빛의 전파 및 비선형 광학 시뮬레이션)

  • Park, Jong-Dae;Cho, Chang-Ho;Park, Sung-Jong;Cho, Hyuk;Kwon, Taek-Yong;Lee, Ho-Sung
    • Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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    • 2003.02a
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    • pp.30-31
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    • 2003
  • 원자와 빛과의 상호 작용의 결과로 원자에 결맞음이 유도될 수 있는데, 결맞음이 오래 지속될 수 있는 경우, 원자의 결맞음은 빛의 전파 및 비선형 광학 현상에 영향을 미친다. 느린 빛, 빠른 빛의 발생, 빛의 저장 및 재생, 낮은 출력을 이용한 합주파수 발생 및 4광파 혼합, 닮은 꼴 펄스의 발생 등은 빛이 결맞은 원자를 지나갈 때 나타날 수 있는 현상들이다. 빛과 원자와의 상호 작용은 슈뢰딩거 방정식이나 밀도 행렬 방정식을 풀어 기술할 수 있고, 빛의 전파는 맥스웰 방정식을 풀어 기술할 수 있으므로 결맞은 매질에서 빛의 전파를 이론적으로 연구하기 위해서는 두 방정식을 결합하여 해를 구해야 한다. (중략)

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A Study on the Extension of Mild Slope Equation (완경사 방정식의 확장에 관한 연구)

  • 천제호;김재중;윤항묵
    • Journal of Ocean Engineering and Technology
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    • v.18 no.2
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    • pp.18-24
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    • 2004
  • In this study, the Mild slope equation is extended to both rapidly varying topography and nonlinear waves, using the Hamiltonian principle. It is shown that this equation is equivalent to the modified mild-slope equation (Kirby and Misra, 1998) for small amplitude wave, and it is the same form with the nonlinear mild-slope equation (Isobe, 1994) for slowly varying bottom topography. Comparing its numerical solutions with the results of some hydraulic experiments, there is good agreement between them.

A Study on the Extension of Mild Slope Equation (완경사 방정식의 확장에 관한 연구)

  • Chun, Je-Ho;Kim, Jae-Joong
    • Proceedings of the Korea Committee for Ocean Resources and Engineering Conference
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    • 2003.05a
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    • pp.72-77
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    • 2003
  • In this study, Mild slope equation is extended to both of rapidly varying topography and nonlinear waves in a Hamiltonian formulation. It is shown that its linearzed form is the same as the modified mild-slope equation proposed by Kirby and Misra(1998) And assuming that the bottom slopes are very slowly, it is the equivalent with nonlinear mild-slope equation proposed by Isobe(]994) for the monochromatic wave. Using finite-difference method, it is solved numerically and verified, comparing with the results of some hydraulic experiments. A good agreement between them is shown.

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Tracking Filter Dealing with Nonlinear Inherence as a System Input (비선형 특성을 시스템 입력으로 처리하는 추적 필터)

  • Shin, Sang-Jin
    • The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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    • v.25 no.7
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    • pp.774-781
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    • 2014
  • The radar measurements are composed of range, Doppler and angles which are expressed as polar-coordinate components. An approach to match the measurements with the states of target dynamics which are modeled in cartesian coordinates is to use the pseudo-measurements or the extended Kalman filter in order to solve the mismatching problem. Another approach is that the states of dynamics are modeled in polar coordinates and measurement equation is linear. However, this approach bears that we have to deal with a time-varying dynamics. In this study, it is proposed that the states of dynamics are expressed as polar-coordinate component and the system matrix of the dynamic equation is modeled as a time-invariant. Nonlinear terms that appear due to the proposed modeling are regarded as a system input. The results of a series of simulation runs indicate that the tracking filter that uses the proposed modeling is viable from the fact that the Doppler measurement is easy to be augmented in the measurement equation.

Nonlinear Deblurring Algorithm on Convex-Mirror Image for Reducing Occlusion (볼록거울 영상에서 일어나는 영상 겹침 극복을 위한 비선형적 디블러링 알고리즘)

  • Lee, In-Jung
    • The KIPS Transactions:PartA
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    • v.13A no.5 s.102
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    • pp.429-434
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    • 2006
  • A CCTV system reduces some number of cameras if we use convex-mirror. In this case, convex-mirror Image distorted, we need transformation to flat images. In the center of mirror images, a transformed image has no distortion, but at near boundary image has plentiful distortion. This distortion is caused by occlusion of angled ray and diffraction. We know that the linear filtering approach cannot separate noise from signal where their Fourier spectra overlap. But using a non-linear discretization method, we shall reduce blurred noise. In this paper, we introduce the backward solution of nonlinear wave equation for reducing blurred noise and biased expansion of equilibrium contour. We propose, after applying the introduced method, and calculate with discretization method. To analysis the experimental result, we investigate to PSNR and get about 4dB better than current method.

Analysis on Optimality of Proportional Navigation Based on Nonlinear Formulation (비선형 운동방정식에 근거한 비례항법유도의 최적성에 관한 해석)

  • Jeon, In-Soo;Lee, Jin-Ik
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.37 no.4
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    • pp.367-371
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    • 2009
  • Analysis on optimality of the proportional navigation guidance(PNG) law is presented in this paper. While most of previous studies on optimality of PNG were relied on the linear formulation, this paper is based on the nonlinear formulation. The analysis shows that PNG is an optimal solution minimizing a range-weighted control energy, where the weighting function is an inverse of $\alpha$ power of the distance-to-target. We show that the navigation constant N is related to $\alpha$ directly. And also the conditions required to ensure the analysis result are investigated.

Dynamic Formulation Using Finite Element and Its Analysis for Flexible Beam (유한요소를 이용한 유연보의 동역학적 정식화 및 해석)

  • Yun Seong-Ho;Eom Ki-Sang
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.18 no.4 s.70
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    • pp.385-393
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    • 2005
  • This paper established the dynamic model of a flexible Timoshenko beam capable of geometrical nonlinearities subject to large overall motions by using the finite element method. Equations of motion are derived by using Hamilton principle and are formulated in terms of finite elements in which the nonlinear constraint equations are adjoined to the system using Lagrange multipliers. The Newmark direct integration method and the Newton-Raphson iteration are employed here for the numerical study which is to demonstrate the efficiency of the proposed formulation.

Design of TSK Fuzzy Nonlinear Control System for Ship Steering (선박조타의 TSK 퍼지 비선형제어시스템 설계)

  • Chae, Yang-Bum;Lee, Won-Chan;Kang, Geun-Taek
    • Journal of Navigation and Port Research
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    • v.26 no.2
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    • pp.193-197
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    • 2002
  • This paper suggests a method to design TSK(Takagi-Sugeno-Kang) fuzzy nonlinear control system for automatic steering system which contains the nonlinear component of ship's maneuvering equation. A TSk fuzzy model can be identified using input-output data and represent a nonlinear system very well. A TSK fuzzy controller can be designed systematically from a TSK fuzzy model because the consequent part of TSK fuzzy rule is a linear input-output equation having a constant term. Therefore, this paper suggests the method identifying the TSK fuzzy model and designing the TSK fuzzy controller based on the TSK fuzzy model for ship steering.