• 제목/요약/키워드: 중앙 차분법

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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.

도체 구조물의 과도 산란 해석을 위한 결합 적분방정식의 안정된 MOT 기법 (A Stable MOT Scheme with Combined Field Integral Equation for the Analysis of Transient Scattering from Conducting Structure)

  • 이창화;안옥규;권우현;정백호
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제19권4호
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    • pp.427-435
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    • 2008
  • 본 논문에서는 3차원 임의 형태 도체 구조의 과도 산란 해석을 위한 결합 적분방정식(CFIE)의 안정된 MOT(Marching-On in Time) 방법을 제안한다. 결합 적분방정 식은 전장 및 자장 적분방정식의 선형적인 결합으로 구성된다. 공식의 전개 과정에서 전방 및 후방, 그리고 중앙 유한 차분을 포함시켜 일반화된 식을 구성하며, 파라미터에 의하여 유한 차분의 종류를 선택할 수 있다. 적분방정식에서 시간에 대한 미분 항을 중앙 유한 차분법으로 근사시키고, 그 외의 시간 의존 항을 평균치로 표현하였을 때, 도체로부터의 과도 산란해는 가장 안정되고 정확하였다. 중앙 유한 차분법을 적용한 MOT 기법에 의한 해를 기존의 방법과 주파수 영역 결합 적분방정식(FD-CFIE)으로부터 얻은 결과의 역 푸리에 변환과 비교한다.

단순지지된 비등방성 대칭 적층 원통형 쉘의 해석 (Analysis of Simple Supported Anisotropic Symmetric Laminated Cylindrical Shells)

  • 채상윤;임성순;장석윤
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제11권2호통권39호
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    • pp.117-129
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    • 1999
  • 본 연구의 목적은 복합재료의 이점을 증명하고, 비등방성 대칭 적층 원통형 쉘의 거동을 분석하는 것으로서, 비등방성 대칭 적층 원통형 쉘을 해석하기 위해서 전진차분법, 중앙차분법, 후진차분법으로 구성되어 있는 유한차분법을 적용하였다. 본 연구에서는 처짐과 모멘트를 자유도로 고려하였으며, 이는 모멘트 계산시 발생할 수 있는 오차를 줄일 수 있는 장점을 가지고 있다. 또한 4변이 모두 단순지지된 경계조건을 고려하였다. 수치해석 결과, 유한차분법에 의한 본 연구의 프로그램이 비등방성 대칭 적층 원통형 쉘의 해석에 적합함을 알 수 있으며, 효과적인 보강섬유의 배치 방법을 제시하였다.

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MLS 차분법을 활용한 동적 균열전파해석의 Rayleigh 감쇠영향 분석 (A Study of Rayleigh Damping Effect on Dynamic Crack Propagation Analysis using MLS Difference Method)

  • 김경환;이상호;윤영철
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제29권6호
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    • pp.583-590
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    • 2016
  • 본 논문은 강형식 기반의 MLS 차분법에 Rayleigh 감쇠효과를 적용한 동적균열진전 해석기법을 제시한다. Rayleigh 감쇠 효과가 반영된 동적 평형방정식과 구성방정식을 도출하고, MLS 미분근사식을 이용하여 지배방정식들을 이산화하였다. 평형방정식뿐만 아니라 구성방정식에서도 감쇠효과를 적절하게 고려하여 기존의 무요소 강정식화 기법에서 고려하지 못했던 비례감쇠 알고리즘을 구현하였다. 시간관련 항을 포함한 동적 평형방정식은 중앙차분법(central difference method)을 이용하여 시간적분 하였고, 속도에 대한 차분식을 lagging시켜 이산화 방정식을 간소화시켰다. 균열의 기하학적 특성은 표면력 '0'인 자연경계 조건을 균열면에 놓인 절점들에 부과하여 묘사하였으며, 균열성장으로 인해 해석단계마다 변하는 절점의 생성 및 이동 효과를 계방정식 구성에 반영하였다. 단일균열과 다중균열을 갖는 수치예제를 통해서 제안된 수치기법의 정확성을 검증하였으며, 비례감쇠 효과의 고려가 동적균열진전 해석결과에 미치는 영향을 보였다.

모먼트법에 의한 U형 부송선의 특성임피던스 계산 (Calculation of characteristic Impedance of the U-Type Transmission Line by the Moment Method)

  • 이상설
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제19권1호
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    • pp.29-34
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    • 1982
  • U형 수준선의 특성임피던스는 유한차분법에 의해서도 계산될 수 있으나 이 연구에서는 모먼트법에 의하여 그의 특성 임피던스를 계산한다. 유한차분법에 의한 계산결과와 모먼트법에 의한 결과에는 10%정도의 차가 좌우한다. 그러나 내부도체가 외부도체의 중앙에 있을 때 모먼트법에 의한 결과는 선석적인 방법에 의한 결과와 거의 일치된다.

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병진운동용 원통캠기구의 운동해석을 위한 수치해석법 연구 (A Study on Numerical Method for Motion Analysis of Cylindrical Cam with Translate Follower)

  • 김상진;신중호;김대원;박세환
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.719-722
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    • 2002
  • Cylindrical cam mechanisms are used commonly in many automatic machinery. But the cylindrical cam is very difficult to design and manufacture the shape. The motion analysis of the cylindrical cam can check the accuracy between designed data and manufactured data of the cam shape and can reproduce without the cam design data. The motion analysis of the cylindrical cam consists of displacement analysis, velocity analysis and acceleration analysis. This paper performs the motion analysis of a cylindrical cam with translating follower by using a relative velocity method and a central difference method. The displacement is calculated by using the central difference method and the velocity is calculated by the relative velocity method. The relative velocity method is defined by the relative motion between follower and cam at a center of a follower roller. The central difference method is derived in the 3 dimensional space.

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운동자계 문제의 해석을 위한 유한요소법에 관한 연구 (The Study of Finite Element Method for Analyses of Travelling Magnetic Field Problem)

  • 장호성
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제19권4호
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    • pp.108-116
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    • 2005
  • 1계 미분항이 포함되는 미분방정식의 수치해를 구하고자 할 때 중앙차분을 사용한 유한차분법이나 Galerkin법을 사용한 유한요소법은 그 해가 매우 불안하여 요소분할을 세밀하게 하여야만 해를 얻을 수 있다. 이러한 해의 불안 정성이 일어나는 이유는 대류항의 크기가 커질수록 후류에서의 경계조건이 해의 급격한 변화를 요구하는데 수치해가 급격한 변화에 적응하지 못하기 때문이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 1970년대부터 upwind법이 개발되어 왔다. 본 논문은 1계 미분항이 표현되는 속도기전력이 발생하는 전자계 문제를 유한요소법을 이용하여 해석할 때 발생하는 해의 진동 문제를 해결하기 위해 Heinrich에 의해 제안된 upwind법을 적용하였다.

NURBS를 이용한 캠 기구의 역설계에 관한 연구 (A Study on Reverse Design of Cam Mechanism using NURBS)

  • 김상진;신중호;김대원;윤호업
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.920-924
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    • 2002
  • This paper presents the reverse design of a cam mechanism using NURBS(Nonuniform Rational B-spline curve). Cam is very difficult to make the accurate shape on the design and the manufacture. Because the cam shape is commonly made in order to move in special functions. The reverse design can be used to check accuracy between the designed data and the manufactured data of the cam shape and also reproduce the cam without the design data. The reverse design procedures consist of motion analysis and curve fitting. The motion analysis is used the central difference method and the relative velocity method to find the displacement and velocity. The curve fitting is used NURBS to develope the whole curve. The central difference method is derived in the 3 dimensional space.

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기울기 벡터 계산법이 LMS 알고리즘을 이용한 적응 빔포밍에 미치는 영향 (Effect of Gradient Vector Calculation Method On Adaptive Beamforming using LMS Algorithm)

  • 채광철;조기량
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제18권3호
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    • pp.535-544
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    • 2023
  • 본 논문에서는 희망하는 빔포밍을 실현하기 위하여 LMS 알고리즘(반복법)을 이용하는 경우에 반복 계산과정에서 무게 분포를 조절하기 위한 기울기 벡터의 계산법(해석적인 방법, 중앙유한차분법)이 적응 빔포밍에 미치는 영향을 연구하였다. 이를 위하여 임의로 설정한 빔폭을 갖는 준이상 빔과 회전 빔, 그리고 멀티 빔을 예로 하여 검토하였다. 수치 실험은 적응 빔포밍 시스템에 임의의 초기치와 시행착오를 거쳐서 설정한 적절한 값의 스텝 파라미터를 두 계산법에 동일하게 적용하고, 기울기 벡터의 계산을 위한 두 가지 방법을 이용하여 적응성과 오차를 평가하는 목적 함수의 수렴 특성 등을 비교하였다.

자유 열상승류 중앙에 놓인 수직평판에 관한 자연대류 (Natural Convection about a Vertical Flat Plate Immersed in a Thermal Plume)

  • ;하만영
    • 대한기계학회논문집
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    • 제10권5호
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    • pp.798-805
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    • 1986
  • 단열 혹은 등온 경계조건 하의 수직평판과, 선열원으로부터 형성되는 열상승류 간의 열적 상호작용을 조사형ㅆ다. 경계층 방정식은 Patankar-Spalding의 유한차분법을 사용하여 계산하였다. 단열평판의 경우에 자유 열상승류로부터 벽 경계층으로 부터의 점진적인 발달 단계를 설명하였다. 등온평판의 경우에는 평판주위에 새롭게 형성되는 열경계층에서의 열전달현상을 자세히 고찰하였다.