• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.14 no.3
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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.

• Geophysics and Geophysical Exploration
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• v.25 no.4
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• pp.242-251
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• 2022

Automatic differentiation automatically calculates the derivatives of a function using the chain rule once the forward operation of a function is defined. Given the recent development of computing libraries that support automatic differentiation, many researchers have adopted automatic differentiation techniques to solve geophysical inverse problems. We analyzed the advantages, disadvantages, and performances of automatic differentiation techniques using the gradient calculations of seismic full waveform inversion objective functions. The gradients of objective functions can be expressed as multiplications of the derivatives of the model parameters, wavefields, and objective functions using the chain rule. Using numerical examples, we demonstrated the speed of analytic differentiation and the convenience of complex gradient calculations for automatic differentiation. We calculated derivatives of model parameters and objective functions using automatic differentiation and derivatives of wavefields using analytic differentiation.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.19 no.4 s.74
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• pp.441-447
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• 2006

This paper deals with the application of the numerical differentiation in the structural analyses. Derivative values of the geometry of structure are definitely needed for analysing the structural behavior. In this study, free vibration problems of arches are chosen for verifying the numerical differential technique in the structural analyses. The curvature parameters composed with the derivatives of arch geometry obtained herein are quite agreed with those of analytical method. Also, natural frequencies with curvature parameters obtained by using the forward fifth polynomial method are quite agreed with those in the literature. The numerical differentiation technique can be practically utilized in the structural analyses.

• Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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• v.17 no.2 s.119
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• pp.185-193
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• 2007

This paper deals with the application of the numerical differentiation using the differential quadrature(DQ) in the curved member-like structural analysis. Derivative values of the geometry of structure are definitely needed for analyzing the structural behavior. For verifying the numerical differentiation using DQ, free vibration problems of arch are selected. Terms of curvature composed with the derivatives of arch geometry obtained herein are agreed quite well with exact values obtained explicitly. Natural frequencies subjected to terms of curvature obtained by DQ are agreed quite well with those in the literature. The numerical differentiation using DQ can be practically utilized in the structural analysis.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.36 no.7
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• pp.634-641
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• 2008

Automatic Differentiation(AD) is a tool for generating sensitivities, such as gradient or Jacobian, automatically. AD tools provide mathematically exact sensitivities for the given source code. In this paper applications of automatic differentiation are studied. Derivative codes are generated with AD tools for structural analysis code and flow analysis code. How to apply AD tools is explained and the accuracy of sensitivities is compared with the finite difference. Sensitivities of generated derivative code accord well with finite difference, but the calculation time of derivative code increases. It was found that the calculation time can be decreased by additional modification of derivative code.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1995.11a
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• pp.5-14
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• 1995

본 연구는 석탄가스화기내의 비반응 유동장에 대한 연구로서, 순수유동장 및 미분탄입자를 포함한 이상유동장에 대한 전산해석을 수행하였다. 가스화기내의 물리적 현상을 기술하는 Navier-Stokes 방정식을 유한차분법에 의하여 해석하고 그 결과를 나타내었다. 특히 선회유동의 영향에 의한 미분탄입자의 거동 및 재순환영역의 특성에 대하여 상세히 고찰하였다. 해석결과에 의하면 가스화기내에서는 몇개의 재순환영역이 형성됨을 알 수 있었다. 비반응유동장의 해석결과이지만, 선회유동은 화염안정화에 긍정적인 영향을 줄 수 있을 것으로 추측되는 결과를 보였다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1993.04a
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• pp.30-34
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• 1993

기계구조물이 고속화, 경량화 됨에 따라 더 정밀한 구조물의 설계 및 해석이 요구되어지고 있고, 이에 따라 단속적모형 보다 한 단계 더 나아가 분포변수 모형으로 구조물을 모형화하게 된다. 특히 나선형 스프링은 기계구조물에서 가장 널리 사용되는 일반적인 요소로서, 그 형상이 공간상의 굽은 봉 형상이 므로 연성된 편미분방정식 형태로 지배방정식이 기술된다. 나선형 스프링 해 석은 Michell(1890)과 Love(1899)의 정적해석을 시작으로 Phillips와 Costello [1]의 'SimpleTheory' 및 Wittrick [3]의 지배방정식등 매우 복잡한 연성된 편미분방정식 형태를 지니고 있다. 그러나 이와 같은 편미분방정식은 해석하 기가 매우 어려워 수치해법으로도 간단한 경우에 한해서만 해석하여 왔다. 본 연구에서는 이와 같은 연성된 편미분방정식을 해석하기 위하여 보다 구 조진동문제에 적합한 수치해법을 제안하고, 이를 이용하여 나선형 스프링의 강제과도진동 응답을 정확하고 효율적으로 구하였다.

• Journal of the KSME
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• v.23 no.3
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• pp.200-206
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• 1983

FAM의 기본적인 구상은 해석 하고자하는 선형 또는 비선형 편미분 방정식을 국부적으로 해석 적인 해를 구하여 이용하자는 것이다. 그러기 위하여 유한차분법(FDM)과 유한변분법(FEM)에 서와 같이 전체유동장을 작은 요소로 나누고 그 요소 내에서 국부해를 구한 다음 이들 요소를 중첩시킴으로써 각 요소의 미지수에 대한 대수식을 얻어서 수치해를 구하자는 것이다. 그러나 FDM에서와 같이 국부요소에서 미분항을 구하지 않고, FEM 에서와 같이 요소에서 형상함수를 도입하지 않는 상태에서 해석적인 해를 구하고 있기 때문에 수치해석에서 얻어지는 미분양들은 비교적 정확하게 구해진다. 따라서 Navier-Stokes 방정식이나 에너지 방정식에서 최고차항이 작은 파라메타, 즉 레이놀즈수나 피크리수의 역수로 곱하여서 있는 경우에도 안정된 해를 구할 수 있다고 알려져 있다. 요소자체의 계수를 구하는 데는 계산시간이 많이 소요되지만 수치해석 상의 안정성이나 수렴성이 좋기 때문에 전체계산시간은 오히려 적게 걸리는 경우도 있다고 한다.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.22 no.3
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• pp.241-251
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• 2010

This paper presents the development of a new analytical solution to the governing differential equation for isotropic annular sector plates subjected to uniform loading in a three-dimensional polar coordinate system. The 4th order governing partial differential equation (PDE) was converted to an ordinary differential equation (ODE) by assuming the Levy-type series solution form and the subsequent mathematical operations. Finally, a series-type solution was assembled with homogeneous and nonhomogeneous solution parts after operating real values and complex conjugates derived from the characteristic equation. To demonstrate the convergence rate and the accuracy of the featured method, several examples with various sector angles were selected and solved. The deflections and internal moments in the example annular sector plates that were obtained from the proposed solution were compared with those obtained from other analytical studies and numerical analyses using the finite element analysis package program, ABAQUS. Very good agreement with the results of other analytical and numerical methodologies was shown.

• School Mathematics
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• v.5 no.1
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• pp.135-149
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• 2003

We present an understanding about students' conceptual model of differential equations, based on the discourse data that were collected in a differential equations course at a university in Korea. An interpretive approach is taken to analyze classroom discourse. This paper consists of three main parts. First, we completely analyze the students' use of conceptual metaphor in a university differential equations class. Secondly, we identify conceptual metaphors representing students' conceptual model of differential equations. Finally, we describe the mathematical characteristics of the conceptual metaphors identified in detail. Among other things, this paper reveals that there exists dual aspects of the students' conceptual model of differential equations. In other words, in the differential equations course observed we found that the students very often used two kinds of conceptual metaphor,“machine metaphor”and“fictive motion metaphor”, that have contrastingly different mathematical characteristics. In order to interpret the duality, we take a sociocultural perspective, and this perspective suggests and helps us to realize the significance of understanding of cognitive diversity in mathematics classroom.