• Title/Summary/Keyword: 시간영역 수치시뮬레이션

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Calculation of Nonlinear Interactions between Hydrofoil and Free-Surface by the High-Order Spectral/Boundary-Integral Method (고차 스펙트럴 / 경계적분법에 의한 수중익과 자유표면의 비선형 상호작용 계산)

  • 김용직;하영록
    • Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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    • v.39 no.1
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    • pp.27-32
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    • 2003
  • Under the assumption of potential flow, free-surface flow around a hydrofoil is calculated by the high-order spectra1!boundary-integral method, This method is one of the most efficient numerical methods by which the nonlinear interactions between hydrofoil and free-surface can be simulated in time-domain. In this method. the wave potential which represents the nonlinear evolution of free-surface is solved by the high-order spectral method and the body potential which provides the effects of hydrofoil and shed vortex is solved by the boundary-integral method. The calculated free-surface profiles which are generated by a uniformly translating hydrofoil are compared with other experimental results. And they show relatively good agreements each other. As another example, free-surface flow generated by a heaving and translating hydrofoil is calculated and discussed.

Implementation of FDTD simulation using OpenMP and MPI for semiconductor process (반도체 공정을 위한 OpenMP와 MPI 기반의 FDTD 시뮬레이션 연산 환경 구축)

  • Lee, seung-il;Lee, cheol-hoon
    • Proceedings of the Korea Contents Association Conference
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    • 2015.05a
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    • pp.59-60
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    • 2015
  • 반도체 공정에서는 소자 내부의 물리량 계산을 통해 결점를 검출하는 시뮬레이션을 수행하게 된다. 이를 위해 3차원적 형상을 표현하여 물리적 미분 방정식을 계산하는 유한 차분 시간 영역 알고리즘(Finite-Difference Time-Domain, 이하 FDTD)과 같은 수치해석 기법이 사용된다. 반도체 테스트 범위의 확장으로 인해 시뮬레이션 사이즈 또한 커지고 있는 추세이다. 이에 따라 하나의 프로세서에서 수행할 수 없는 문제가 발생하기도 한다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 openMP와 MPI를 이용한 하이브리드 컴퓨팅 기법을 바탕으로 다중 GPU 제어를 통해 시뮬레이션 환경을 구축하였으며 정상 동작함을 확인하였다.

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Influence of lossy ground on impulse propagation in time domain for impulse ground penetrating radar (초광대역 임펄스 지반탐사레이더에서 지면의 영향에 따른 임펄스 전파 특성 연구)

  • Kim, Kwan-Ho;Park, Young-Jin;Yoon, Young-Joong
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea TC
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    • v.44 no.11
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    • pp.42-47
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    • 2007
  • In this paper, influence of lossy ground and gap variation between lossy ground and UWB antenna on impulse propagation in time domain for impulse ground penetrating radar (GPR) is numerically and experimentally investigated. For this study, a novel planar UWB fat dipole antenna is developed. First, influence of lossy ground and gap variation between lossy ground and UWB antenna is simulated. For verification, a test field of sand and wet clay soil is built and using the developed dipole antenna, transmission behavior is investigated at the test field. With an aid of IDFT (inverse discrete Fourier transform), time domain impulse response for transmission coefficient measured and simulated in frequency domain is obtained. Measurement and simulation show that the frequency of maximum transmission coefficient and transmission coefficient are increased with higher dielectric constant and larger gap distance. In time domain, it is shown that for higher dielectric constant, the amplitude of the received signal in time domain is higher and reflected signals are seriously modified. Also, it is found that variation of gap between antenna and ground surface makes timing of peak value changed.

AIS 항적 데이터 기반 선박의 충돌 위험 영역 예측에 관한 기초 연구

  • 박정홍;최진우;김혜진
    • Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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    • 2021.11a
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    • pp.181-182
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    • 2021
  • 본 연구에서는 자율운항선박의 원격 관제 및 제어하는 과정에서 원격 운항자에게 사전 충돌 위험 정보를 제공하기 위해 선박자동식별시스템(AIS, Automatic Identification System)의 항적 정보를 토대로 자율운항선박의 운항 경로 상에 잠재된 충돌 위험 영역을 예측하기 위한 기초 연구를 수행하였다. 자율운항선박의 운항 경로 상에 근접한 타선의 AIS 정보에는 기본적으로 선박의 위치, 속도, 침로에 대한 정보가 반영되어 있으므로, 이러한 정보를 토대로 일정 시간 동안 운항 경로를 예측할 수 있다. 그리고 예측한 정보를 기반으로 대표적 충돌 위험 지수인 최근접점(CPA, Closest Point of Approach)과 최근접점 거리(DCPA, Distance to CPA) 정보를 활용하여 충돌 위험 영역을 2차원 공간상에서 예측하였다. 제안된 방법은 실제 AIS 항적 데이터를 활용한 수치 시뮬레이션을 수행하여 초기 결과를 검증하였다.

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Audio Signal Processing using Parametric Array with KZK Model (KZK 모델을 이용한 파라메트릭 어레이 음향 신호 처리)

  • Lee, Chong-Hyun;Samuel, Mano;Lee, Jea-Il;Kim, Won-Ho;Bae, Jin-Ho
    • The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication
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    • v.9 no.5
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    • pp.139-146
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    • 2009
  • Parametric array for audio applications is analyzed by numerical modeling and analytical approximation. The nonlinear wave equations are used to provide design guidelines for the audio parametric array. A time domain finite difference code that accurately solves the KZK (Khokhlov-Zabolotskaya-Kuznetsov) nonlinear parabolic wave equation is used to predict the response of the parametric array. The time domain code relates the source size and the carrier frequency to the audible signal response including the output level and beamwidth to considering the implementation issues for audio applications of the parametric array, the emphasis is given to the frequency response and distortion. We use the time domain code to find out the optimal parameters that will help produce the parametric array with highest achievable output in terms of the average power within the demodulated signal. Parameters such as primary input frequency, audio source radius and the modulation method are given utmost importance. The output effect of those parameters are demonstrated through the numerical simulation.

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A Mechanical Information Model of Line Heating Process using Artificial Neural Network (인공신경망을 이용한 선상가열 공정의 역학정보모델)

  • Park, Sung-Gun;Kim, Won-Don;Shin, Jong-Gye
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.34 no.1
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    • pp.122-129
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    • 1997
  • Thermo-elastic-plastic analyses used in solving plate forming process are often computationally expensive. To obtain an optimal process of line heating typically requires numerous iterations between the simulation and a finite element analysis. This process often becomes prohibitive due to the amount of computer time required for numerical simulation of line heating process. Therefore, a new techniques that could significantly reduce the computer time required to solve a complex analysis problem would be beneficial. In this paper, we considered factors that influence the bending effect by line heating and developed inference engine by using the concept of artificial neural network. To verify the validity of the neural network, we used results obtained from numerical analysis. We trained the neural network with the data made from numerical analysis and experiments varying the structure of neural network, in other words varying the number of hidden layers and the number of neurons in each hidden layers. From that we concluded that if the number of neurons in each hidden layers is large enough neural network having two hidden layers can be trained easily and errors between exact value and results obtained from trained network are not so large. Consequently, if there are enough number of training pairs, artificial neural network can infer similar results. Based on the numerical results, we applied the artificial neural network technique to deal with mechanical behavior of line heating at simulation stage effectively.

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A posture control for underwater vehicle with nonholonomic constraint (비 홀로노믹 구속조건을 이용한 수중 이동체의 자세제어에 관한 연구)

  • 남택근;노영오;안병원;김철승
    • Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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    • 2004.04a
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    • pp.135-140
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    • 2004
  • In this paper, we study the posture control of an underwater vehicle with nonholonomic constraint. Generally, systems with nonholnomic constraints cannot be stabilized to an equilibrium points by smooth state feedback control. Therefore, we proposed a control strategy for posture control of the underwater vehicle using backstepping control. The proposed control scheme is applied to the posture control of an underwater vehicle and verified the effectiveness of control strategy by numerical simulation.

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Computer simulation for the machinery diagnosis by using the bispectrum (바이스펙트럼 해석의 설비진단을 위한 컴퓨터 시뮬레이션)

  • 오재응;정준회;염성하
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 1986.10a
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    • pp.128-133
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    • 1986
  • 설비진단에 응용되는 신호처리의 기법으로는 파워스펙트럼, 바이스펙트럼, 켑스트럼 등이 사용되었다. 파워스펙트럼은 이론적인 면과 계산과정 그리고 신호처리에서의 적용방법등이 잘 알려져서 성공적으로 사용되어져 왔다. 특히 음향분야에서는 여러가지 응용기술이 개발되어 실제계에 적용되고 있으며 계측장비도 파워스펙트럼 해석법에 알맞게 개발되어져 왔다. 파워스펙트럼해석법을 사용하여 진동계를 구성하는 각 요소들의 고유진동수와 진동계 전체를 나타내는 진동파들의 주파수성분 간의 관계에 의하여 진동의 원인 및 소음원 등을 추정하는 것이 가능하다. 그러나 파워스펙트럼은 일반적으로 정상적인 신호를 갖는 진동계에 대한 해석 일 때는 그 이론과 실제가 잘 일치하지만, 진동계 자체가 항시 임의의 주파수를 갖고서 움직일 때 그 해석에는 다음과 같은 문제점이 생긴다. 첫째, 불규칙한 진동계에서는 규칙적인 진동계보다 잡음의 영향을 많이 받기 때문에 실제로 잡음이 진동계의 고유주파수 부근에 있을 경우에는 파워스펙트럼해석으로는 불가능한 경우가 있다. 둘째, 진동파 중에 포함되어 있는 위상이라는 중요한 정보가 없다. 셋째, 시간지연에 따른 진동계의 정확한 정보를 얻을 수 없다. 이상에서 볼 때 파워스펙트럼해석법은 한계가 있음을 알 수 있다. 따라서 본 논문은 바이스펙트럼이라는 해석법을 사용하여 정상과정에서 비정상과정으로 시간지연에따라 변하는 진동계 또는 정상적인 진동계의 저주파에서의 상호간섭 정도 및 위상관계를 관찰함으로써 파워스펙트럼과 비교하여 바이스펙트럼해석법의 타당성을 검토한다. 바이스펙트럼의 실제적인 계산방법은 P. J. Huber가 세가지 접근 방법을 제안했는데 시간영역에서의 평균화를 행하여 계산하는 법, 연속된 기록들을 평균화하는 것, 주파수 영역에서의 평균화를 행하는 것 등이 있다. 본 논문에서는 FFT를 먼저 행하고 파워스펙트럼과 바이스펙트럼 및 바이코히어런스를 구하였다. 그러나 바이스펙트럼해석법은 수치해석적인 면에서 볼 때 파워스펙트럼해석법에 비하여 미약한 점이 많고 통계학적인 그 의미가 확실하게 알려져 있지 않기 때문에 본 논문에서는 시뮬레이션을 통하여 그 물리적 의미를 규명하고져 한다.

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Numerical Simulation of Two-Dimensional Shipping Water by Using a Simplified Model (단순화 모델에 의한 2차원 갑판침입수의 수치 시뮬레이션)

  • Kim, Yong J.;Kim, In C.
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.33 no.2
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    • pp.1-12
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    • 1996
  • Hydrodynamic characteristics of shipping water on deck are investigated by using a simplified two-dimensional model. Formulation of the shipping water on deck leads to a nonlinear hyperbolic system of equations based on the shallow-water wave theory. Time-domain solution of these equations are obtained numerically using a finite difference method which adopts predictor-corrector method for time-marching and 2nd upwind differencing method for convection term calculation. To confirm the validity of the present numerical method, we calculated some shallow-water wave problems accompanying a bore and compared the obtained results with the analytic solutions. We found good agreements between them. Though the calculation results of shipping water on deck, we show that the shipping water flows into the deck as a rarefying wave arid grows into a bore after colliding with a deck structure. Also we examined the effects of acceleration and slope of deck and found that they have significant influences on the flow of shipping water.

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Modeling Interconnect Wiring using the Partial Element Equivalent Circuit Approach in Time Domain (부분요소 등가회로를 이용한 시간영역에서의 인터커넥트 모델링 연구)

  • Park, Seol-Cheon;Yun, Seok-In;Won, Tae-Yeong
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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    • v.39 no.1
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    • pp.67-75
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    • 2002
  • In this Paper, we discuss the PEEC method and construct the PEEC equivalent circuit of the test structure and construct the system matrix, which was simulated by numerical analysis. And we got node voltages and currents. Constructing the equivalent circuit, we extracted the parasitic parameter(R, L, C)using the simulator, which is based on finite element method, hence we could simulate the transient analysis.