• 제목/요약/키워드: 수치미분법

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미분변환법을 이용해 구해진 Duffing Equation 근사해의 비선형성 증가에 따른 오차 분석 (Error Analysis of Approximate Solution by Differential Transform Method with respect to Non-linearity of Duffing Equation)

  • 양성욱;김동훈;김봉균;양준모;이상철
    • 한국항공운항학회:학술대회논문집
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    • 한국항공운항학회 2015년도 추계학술대회
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    • pp.20-24
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    • 2015
  • 미분변환법은 미분방정식의 해를 구하기 위한 방법으로 다양한 분야에서 적용에 관한 연구를 수행 중이다. 항공우주분야의 동역학 모델링의 경우 미분방정식은 비선형성을 포함하게 되며 일반적으로 수치해석을 이용해 근사해를 구하게 된다. 본 논문에서는 미분변환법을 이용해 구해진 근사해의 오차 추이를 분석한 내용을 다루고 있다. 이를 위한 예제로써 duffing equation을 사용하였으며, duffing equation에 포함된 비선형성을 증가시킴에 따라 미분변환법을 이용해 구한 근사해와 수치해석을 이용해 구한 수치해를 비교하였다.

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산화환원 전위차적정에 있어 수치미분법으로 얻은 영 2 차미분 종말점의 오차 (Errors in Potentiometric End-Point of Redox Titrations Determined by Zero Second Derivative Method)

  • 최규원;김경렬
    • 대한화학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.128-132
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    • 1978
  • 산화환원 전위차 적정에 있어, 수치미분법으로 얻은 적정곡선의 2차 미분이 0이 되는 점을 얻어 종말점으로 삼을 때, 그 오차의 성격을 전자계산기를 사용하여 계산하였다. 그 결과로부커 당량점이 포함되는 시약첨가량의 어느 부분에 당량점이 존재하는 가에 따라 종말점의 오차가 변화함을 알 수 있다. 오차는 그 중심점에서 당량점이 벗어남에 따라 증가하여 최대 오차는 첨가량의 약 1/2이다. 따라서 수치미분법으로 영 2차미분점을 얻는 경우에는 적정곡선의 최대 기울기의 점을 얻어 두 값을 비교해 보는 것이 바람직스럽다. 또 종말점 부근에서는 묽은 시약을 사용하여 적정하는 방법으로 오차를 작게 할 수 있다.

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다물체 시스템을 위한 민감도 해석 (Electronic and mechanical engineering division)

  • 이종년;박수홍
    • 한국정밀공학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.50-56
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    • 1997
  • 본 논문은 다물체동역학에서의 민감도해석을 위하여 개발된 혼합법(Mixed method)을 보여준다. 이 방법은 해석적인 미분의 유도와 수치적인 미분의 장점을 함께 사용한다. 해석적인 유도는 기본적인 전체의 미분에서 사용 되며 여기서 나온 각 세부 미분항은 수치적인 미분방법에 의존한다. 이로인하여 세부미분항을 다물체의 운동방정식 에서 유도할 때 발생하는 어려움을 제거한다. 여기서 사용되는 운동 방정식은 Joint Coordinate 방정식을 사용하며, 이 방정식의 계산시간과 정확도에 의해 민감도해석에서도 정확도와 계산시간의 효율을 향상시킬 수 있게 된다. 예제로서 자동차 Suspension 시스템의 승차감을 최적화하기 위한 민감도 해석을 수행하였으며, 여기서 혼합법이 차등미분법과 상응한 결과를 보였다.

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의대생을 위한 미분적분학 팀프로젝트 사례 - 정적분의 수치채산법을 중심으로 - (A Case Study on Team Project in Calculus for Medicine - Numerical Methods of Integration -)

  • 민숙
    • 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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    • 제26권2호
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    • pp.155-176
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    • 2012
  • 미분적분학에서 정적분의 수치계산법에 대한 팀프로젝트(Team Project) 문제를 제시한다. 제시한 팀프로젝트 문제는 흉부 CT 사진을 통해서 폐의 부피를 구하는 것으로 특별히 의학을 공부하는 학생들에게 흥미를 유발할 수 있는 전문화 및 특성화된 미분적분학(정적분의 수치계산법) 수업이 될 것이다. 또한 프로젝트 해결 과정에서 다양한 테크놀로지(MATLAB, MATHEMATICA, MS-Excel)를 도입한다.

고속 최소 자승법을 이용한 점별 계산법 (The East Moving Least Square Reproducing Kernel Approximation and Point Collocation Method)

  • 김용식;김도완
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2002년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.567-574
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    • 2002
  • 새로운 자유격자 관사를 이용한 점별 계산법을 제안한다 이동 최소 자승법을 이용한 기저의 생성과 기저의 근사적 미분을 동시에 구해내는 자유격자 근사를 유도하여, 직접 점별 계산법을 고안하였다. 기존의 자유 격자 법에서는 기저의 직접 미분을 사용하므로 높은 계산 비용이 필요하지만, 이 논문에서 제안된 방법은 기저의 생성과 동시에 기저의 근사적 미분을 구하게 된다. 또한 기존의 방법에서 필요하였던, 창 함수(window function)의 미분가능성을 연속성으로 대치할 수 있으므로, 주어진 문제에 따라 다양한 창 함수를 이용할 수 있다. 기저의 재생성과 interpolation의 수렴성을 소개하고, 수치 예제로서, Poisson 문제를 통해 이 방법의 유효함을 보인다.

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MLS 차분법을 위한 Explicit 동적해석 알고리즘 개발 (Development of Explicit Dynamic Algorithm for MLS Difference scheme)

  • 김경환;윤영철;이상호
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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    • pp.179-182
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    • 2010
  • 본 연구에서는 MLS 차분법을 이용하여 동역학 문제를 해석하기 위한 explicit 동적해석 알고리즘을 제시한다. 격자망이 없는 장점을 부각시키기 위해 이동최소제곱법에 근거한 Taylor 전개로부터 미분근사를 얻고 차분식을 구성했다. 지배 미분방정식의 시간항을 CDM(Central difference Method) 차분하여 빠른 속도로 동적해석을 수행하였다. 수치결과를 통해 본 연구에서 제시한 알고리즘의 정확성과 안정성을 확인할 수 있었다.

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1차 미분 근사를 이용한 MLS차분법의 동적해석 (Dynamic Analysis of MLS Difference Method using First Order Differential Approximation)

  • 김경환;윤영철;이상호
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제31권6호
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    • pp.331-337
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    • 2018
  • 본 논문은 MLS(moving least squares) 차분법의 1차 미분 근사함수를 바탕으로 시간에 따른 수치해석이 가능한 해석기법을 제시한다. 오직 1차 미분 근사함수로만 지배방정식을 이산화했으며, 근사함수를 조립하는 형태로 전체 시스템 방정식을 구성하여 차분법으로 이산화된 운동방정식이 유한요소법(finite element method)과 유사한 모습을 갖게 되었다. 운동방정식을 시간적분하기 위해서 중앙차분법(central difference method)을 사용하였다. 유한요소 알고리즘을 통해서 MLS 차분법과 유한요소법의 고유진동 해석을 수행하였으며, 두 해석결과를 비교하였다. 또한, 동적해석 결과를 기존의 2차 미분 근사함수를 활용한 해석결과와 함께 도시함으로써 제안된 수치기법의 정확성을 검증하였다. 1차 미분 근사함수를 조립하는 과정에서 해석결과의 떨림현상이 억제되었으며 상대적으로 균일한 응력분포를 구할 수 있었다.

비선형 현가요소를 가진 철도차량의 승차감 민감도 해석 (Ride Sensitivity Analysis of a Train Model with Non-linear Suspension Elements)

  • 탁태오;김명훈
    • 산업기술연구
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    • 제18권
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    • pp.233-240
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    • 1998
  • In this study, ride sensitivity analysis of train with non-linear suspension elements is performed. Non-linear characteristics of springs and dampers for primary and secondary suspensions of a train is parameterized. Equation of motion of the train model is derived, and using the direct differentiation method, sensitivity equations are obtained. For a nominal ride quality performance index, sensitivity analysis with respect to various design parameters regarding non-linear suspension parameters is carried out.

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미분구적법(DQM)을 이용한 탄성지반 위에 놓인 변단면 압축부재의 자유진동 해석 (Free Vibration Analysis of Compressive Tapered Members Resting on Elastic Foundation Using Differential Quadrature Method)

  • 이병구;최규문;이태은;김무영
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제15권4호
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    • pp.629-638
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    • 2002
  • 이 논문은 미분구적법(DQM)을 이용한 탄성지반 위에 놓인 변단면 압축부재의 자유진동에 관한 연구이다. 문헌고찰을 통하여 채택한 지배미분방정식과 경계조건을 DQM에 적용하여 고유진동수를 산출할 수 있는 수치해석법을 개발하였다. DQM에서 수치적분을 위한 격자점의 선택은 Chebyshev-Gauss-Lobatto 법을 택하고, 고유치의 산정은 QR 알고리듬을 이용하였다. 타문헌과의 결과비교를 통하여 본 연구의 걸과가 타당함을 보였고, DQM에 대한 적용성 검토에서 고유진동수의 산출이 매우 안정적임을 보였다.

단면적이 변하는 곡선보의 진동해석 (Free Vibration Analysis of Curved Beams with Varying Cross-Section)

  • 강기준;김영우
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제22권5호
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    • pp.453-462
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    • 2009
  • 미분구적법을 이용하여 전단변형을 고려하지 않은 단면적이 변하는 곡선 보의 면내 자유진동을 해석하였다. 다양한 경계조건 및 굽힘 각에 따른 진동수를 계산하였고, 그 결과를 다른 수치해석들과 비교하였다. 미분구적법은 비교적 적은 요소를 사용하고도 정확한 해석결과를 보여주었고, 수정된 결과를 추가적으로 제시하였다.