• Title/Summary/Keyword: 선형 방정식

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

  • Moon, Byung-Young;Kang, Gyung-Ju;Kang, Beom-Soo
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.5 no.6
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    • pp.55-64
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    • 2001
  • Industrial machines are sometimes exposed to the danger of earthquake. In the design of a mechanical system, this factor should be accounted for from the viewpoint of reliability to analyze a complex nonlinear structure system under random excitation is proposed. First, the actual random excitation, such as earthquake, is approximated to the corresponding Gaussian process for the statistical analysis. The modal equations of overall system are expanded sequentially. Then, the perturbed equations are synthesized into the overall system and solved in probabilistic way. Several statistical properties of a random process that are of interest in random vibration are evaluated in each substructure. Comparing with the results of the numerical simulation proved the efficiency of the proposed method.

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Development of Extended Boussinesq Equations over an Arbitrary Bottom Topography (임의의 수심 변화에 적용되는 확장형 Boussinesq 방정식 개발)

  • 이창훈
    • Proceedings of the Korean Society of Coastal and Ocean Engineers Conference
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    • 2003.08a
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    • pp.53-57
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    • 2003
  • 불규칙파를 사용하여 설계 자료로 이용하기 위해서는 설계해역에서 불규칙파의 파랑변형을 예측할 수 있는 수치모형의 개발이 선행되어야 한다. 비선형 불규칙파의 거동을 해석할 수 있는 Boussinesq 방정식은 상대파고인 $\alpha$/h($\alpha$는 수면의 진폭, h는 수심임)를 비선형의 매개변수로 하고 상대수심인 kh(k는 파수임)를 분산성의 매개변수로 하여 섭동법을 사용하여 유도된다. Boussinesq 식은 수심이 일정한 경우에 Boussinesq(1872)가 비선형 항을 O($\alpha$/h,(kh)$^2$)까지 포함하여 처음으로 개발하였고 수심의 변화가 완만한 경우에 Peregrine(1967)이 개발하였다. (중략)

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Observer Design for Discrete-Time Nonlinear Systems with Output Delay (출력지연을 갖는 이산시간 비선형 시스템의 관측기 설계)

  • Lee, Sung-Ryul
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC
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    • v.49 no.3
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    • pp.26-30
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    • 2012
  • This paper presents the observer design method for discrete-time nonlinear systems with delayed output. It is shown that by considering a nonlinear term of error dynamics as an additional state variable, the discrete-time nonlinear error dynamics with time delay can be transformed into the discrete-time linear one with time delay. Sufficient conditions for existence of state observer are characterized by linear matrix inequalities. Finally, an illustrative example is given in order to show the effectiveness of our design method.

Extension of Weakly Nonlinear Wave Equations for Rapidly Varying Topography (급변수심에의 적용을 위한 약 비선형 파동방정식의 확장)

  • 윤성범;최준우;이종인
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.13 no.2
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    • pp.149-157
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    • 2001
  • From the weakly nonlinear mild-slope wave equations introduced by Nadaoka et al.(1994, 1997), a set of weakly nonlinear wave equations for rapidly varying topography are derived by including the bottom curvature and slope-squared tenns ignored in the original equations ofNadaoka et al. To solve the linear version of extended wave equations derived in this study one-dimensional finite difference numerical model is con¬structed. The perfonnance of the model is tested for the case of wave reflection from a plane slope with various inclination. The numerical results are compared with the results calculated using other numerical models reported earlier. The comparison shows that the accuracy of the numerical model is improved significantly in comparison with that of the original equations ofNadaoka et al. by including a complete set of bottom curva1w'e and slope¬squared terms for a rapidly varying topography.

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Continuum constitutive equation of Shape Memory Alloy based on plasticity model (소성모델에 기초한 형상기억합금의 연속체 구성방정식)

  • Ryu, Jung-Hyun;Kim, Sang-Huan;Cho, Mang-Hyo
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2009.04a
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    • pp.30-33
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    • 2009
  • 본 논문에서는 형상기억합금의 특징적인 거동을 모사하기위한 구성방정식을 제안한다. 제안되는 구성방정식은 기존의 소성모델을 기초로 하는 현상학적인 모델로, 소성 경화이론에서 사용되는 항복곡면에 대응되는 상변이 곡면을 정의하여 형상기억합금의 비선형 거동을 모사한다. 단, 상변이 곡면이 1개만 존재하는 소성모델과는 다르게, 오스테나이트에서 마르텐사이트로의 정방향 상변이와 마르텐사이트에서 오스테나이트로의 역방향 상변이를 각각 해석하기위해 독립적인 2개의 상변이 곡면을 정의해주게 된다. 기계적 하중만이 아닌 열적 하중의 변화에도 비선형 거동을 보이는 형상기억합금의 특성을 반영하기위해 상변이 곡면은 응력과 온도의 함수로 정의되며, 이렇게 정의된 상변이 곡면을 바탕으로 리턴 매핑 알고리즘을 적용하여 열적하중과 기계적하중의 변화에 따른 형상기억합금의 거동을 모사하는 구성방정식을 제안하였다.

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Dispersion-Correction Finite Element Model for Simulation of Tsunami Propagation over Slowly Varying Depth (완변수심상 지진해일 전파 모의를 위한 분산보정 유한요소모형)

  • Lim, Chae-Ho;Jeon, Young-Joon;Bae, Jae-Seok;Yoon, Sung-Bum
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2007.05a
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    • pp.576-580
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    • 2007
  • 수치기법이 복잡한 Boussinesq 방정식 대신 간단한 선형 Boussinesq 형태의 파동방정식을 지배방정식으로 사용하면서도 완변수심상 지진해일 전파시 요구되는 물리적 분산효과를 정도 높게 고려할 수 있는 분산보정 지진해일 전파 유한요소모형을 개발하였다. 수심이 변하는 지형에서의 분산보정능력을 검증하기 위해 수중 원형천퇴상을 전파하는 Gaussian 형상의 가상지진에 대해 수치모의를 수행하고, 그 결과를 선형 Boussinesq 방정식에 의해 계산된 수치해와 비교하였다. 그 결과 개발된 유한요소모형이 수심이 변하는 지형에서도 상당히 정확하다는 것이 입증되었다.

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

  • 마호성
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.12 no.2
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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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Development of a User-friendly continuous-system (사용자 편의성을 고려한 연속체계 모의실험 언어의 개발)

  • 민경하
    • Journal of the Korea Society for Simulation
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    • v.2 no.1
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    • pp.78-90
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    • 1993
  • 기존의 모의 실험언어를 이용해서 연속 체계를 모의 실험하는 것을 사용자가 언어에서 요구하는 형태로 모델을 형성해야 하는 어려움이 따른다. 따라서 본 연구에서는 사용자에게 최대한 편의성을 제공하는 연속체계 모의 실험언어인 PCSL (Postech Continuous -system Simulation Language)를 개발하였다. PCSL은 주어진 대상을 모델링한 미분방정식과 그것을 푸는데 필요한 여러 가지 제약 사항으로 이루어진 간단한 프로그램을 입력으로 받아 자동으로 모의 실험을 수행함으로서 사용자의 노력이 최소화하게 된다. PCSL 처리 시스템의 구성은 주어진 모델을 C 프로그램으로 변형하는 변환기, 모의 실험 알고리즘을 구현한 C 프로그램을 생성하는 생성기, 모의 실험을 수행하는 실행기, 사용자 인터페이스 등으로 되어있다. 구현 예로는 먼저 선형 상미분방정식의 예로 mass-damper-spring system, 비선형 상미분방정식의 예로 van der Pol 방정식, 연립 상미분방정식의 예로는 mixing tank problem 등을 보였다.

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Parallel Computation of Elliptic Partial Differential Equation on MP-2 (MP-2에서의 타원형 편미분 방정식 병렬계산)

  • Kim, Hyoung-Joong;Lee, Yong-Ho
    • Journal of Industrial Technology
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    • v.14
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    • pp.19-28
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    • 1994
  • We can get a tridiagonal block Toeplitz linear system by the finite difference approximation of 2-D Poisson equation. To exploit the nice property of this linear equation, we transform the equation into a Lyapunov equation and apply DST (discrete sine transform) to get diagonal matrix based Lyapunov equation. DST can be performed using FFT, which enables high-speed computaion. All the computations are performed on an SIMD parallel computer, the MasPar MP-2 with 4,096 processing elements. In this paper, parallel algorithm, mapping method of the algorithm onto the MP-2, and timing results are presented.

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A Study on the Extension of Mild-Slope Equation (완경사방정식의 확장에 관한 연구)

  • 천제호;김재중
    • Proceedings of the Korean Society of Coastal and Ocean Engineers Conference
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    • 2003.08a
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    • pp.63-70
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    • 2003
  • Berkhoff(1972)는 해저 경사가 완만한 지형에서의 파랑 변형을 계산하는 완경사 방정식을 제안하였다. 이 방정식은 수식이 매우 간단하면서도 비교적 정확하게 파랑을 예측할 수 있어 현재까지도 해안공학 전반에 걸쳐 많이 적용되고 있다. 그러나 Berkhoff(1972)의 완경사 방정식은 계산이 비교적 번거로워 현재는 계산하기 편리한 포물형 완경사 방정식(Radder,1979) 또는 쌍곡선형 완경사 방정식(Copeland,1985) 등의 근사 모델을 사용하고 있다. 하지만, 이러한 근사모델은 지배방정식을 유도할 때 생기는 가정들에 의해 실제현장 적용성과 해의 정확성에는 언제나 일정한 한계가 있다. (중략)

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