• Title/Summary/Keyword: 4차 Runge-Kutta 방법

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Orbit Prediction using Broadcast Ephemeris for GLONASS Satellite Visibility Analysis (GLONASS 위성 가시성 분석을 위한 방송궤도력 기반 궤도 예측)

  • Kim, Hye-In;Park, Kwan-Dong
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • v.26 no.2
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    • pp.199-210
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    • 2009
  • Even though there are several Global Navigation Satellite Systems under development, only GPS and GLONASS are currently available for satellite positioning. In this study, GLONASS orbits were predicted from broadcast ephemeris using the 4th-order Runge-Kutta numerical integration. For accuracy validation, predicted orbits were compared with precise ephemeris. The RMS(Root Mean Square) and maximum 3-D errors were 14.3 km and 17.4 km for one-day predictions. In case of 7-day predictions, the RMS and maximum 3-D errors were 15.7 and 40.1 km, respectively. Also, the GLONASS satellite visibility predictions were compared with real observations, and they agree perfectly except for several epochs when the satellite signal was blocked by nearby buildings.

Analysis of Moving Body Characteristics by Coupling Finite Element Method and Motion Equation (유한요소법과 운동방정식의 결합에 의한 운동체의 특성 해석)

  • 김영선;이준호;이기식;이복용
    • Journal of the Korean Magnetics Society
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    • v.6 no.5
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    • pp.281-286
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    • 1996
  • For the accurate analysis of motional characteristics of electrical machines, it is needed to solve the motion equations together with the electromagnetic field equations. In this paper the sequential coupling of systems, the spring mass system and the electromagnetic system, is adopted. The induced current and the magnetic fields are calculated by finite element method(FEM) with given speed. And then, with the computed elec-tromagnetic force, the mechanical equations are solved by the Runge-Kutta method. The above two processes are repeated sequentially to obtain the time domain solutions. The resultant values are applied to the energy conservation law to prove the usefulness of the proposed sequential method.

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A Simplified Bridge-vessel Collision Model Considering with the Rotational Motions of the Vessel (선체의 회전을 고려한 선박과 교량의 간이충돌모델)

  • Lee, GyeHee
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.31 no.2A
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    • pp.43-49
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    • 2011
  • In this study, to analyze the collision behaviors of the bridge super-structure and the vessel which the collision point is located far from its rotation center such as bridge of a vessel and equipments on a barge, the simplified collision model was proposed. The model was configured to denote the mass, stiffness and the nonlinear behaviors of the bridge and the vessel. The nonlinear equation of motions of the proposed model were numerically solved by 4th order Runge-Kutta method. The parametric studies were performed for various collision conditions by the standardized Korean barge vessel in term of barge width, and its effects to the maximum collision load of bridge were analyzed.

Motions of Asymmetric Particles in A Periodic Cellular Flowfield (주기적인 Cellular 유동장내에 놓여진 비대칭형 입자의 운동에 관한 연구)

  • 김윤제
    • The Korean Journal of Rheology
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    • v.8 no.2
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    • pp.139-146
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    • 1996
  • 2차원 비점성 Euler 방정식의 Stuart 해에 의하여 주어지는 주기적인 유동장, 소위 말하여 Stuart와동장내에 놓여있는 아주 작은 비대칭성 입자의 다양한 부력 변수에 따른 침 강운동을 고찰하엿다. 본 연구에서 사용한 수치방법은 매질의 준전적인 Stokes 방정식과 입 자의 평형방정식을 연계하였다. 다양한 초기 배향각 또는 형상비에 따른 궤적이나 각변화를 예측하기 위하여 힘과 토오크 관계식을 입자의 운동방정식에 적용하였으며 4차 Runge-Kutta 방정식을 이용하여 입자의 운동을 규명하였다.

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Solution of the boundary value problem for the second order ordinary differential equations by a fuzzy system (2계 선형상미방 경계치문제의 퍼지시스템 해법)

  • 문병수;정종은;황인구;김정수
    • Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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    • 2002.05a
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    • pp.289-292
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    • 2002
  • 2계 선형 상미분방정식의 경계치 문제는 보통 해를 구하고자 하는 구간의 양 끝점에서 도함수의 값을 임의로 선정한 후 각 점에서 초기치 문제의 해를 구한 다음 적절한 1차 결합을 이용하여 구하게 된다. 이 경우 초기값과 도함수 값을 사용한 반복연산이 수반되며 따라서 오차의 누적이 불가피 하게 된다. 이 논문에서는 이같은 오차의 누적을 피할 뿐 아니라 3차 Spline 함수를 사용함으로써 오차가 O( $h^2$)인 해를 구하는 방법에 대하여 기술한다 두 개의 경계조건과 근사값을 구하고자 하는 점에서의 함수 값을 "If x is $B_{i}$, then f is $C_{i}$"와 같은 Fuzzy Rule들로 변형하고 주어진 미분방정식을 상수 $C_{i}$들의 관계식으로 변형하여 해를 구하였다. 산출된 결과로부터의 보간 연산은 Fuzzy System사용에 의하여 대체되었다. 이상의 방법으로 산출한 해의 근사오차가 O( $h^2$).임을 증명하였으며 3개의 예제에 대한 계산결과를 4계 Runge-Kutta 방법에 의한 해와 비교하여 기술하였다였다였다였다

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A Dynamic Analysis of PSC Box Bridge Varying Span Lengths for Increased Speeds of KTX (고속철 속도변화에 대한 PSC박스 교량의 경간길이 별 동적해석)

  • Oh, Soon Taek;Lee, Dong Jun;Shim, Young Woo;Yun, Jun Kwan
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.15 no.4
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    • pp.204-211
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    • 2011
  • A dynamic analysis procedure is developed to provide a better estimation of the dynamic responses of bridge during the passage of high speed railway vehicles. Particularly, a three dimensional numerical model including the structural interaction between high speed vehicles, bridges and railway endures to analyse accurately and evaluate with in-depth parametric studies for dynamic responses of various bridge span lengths running KTX railway locomotive up to increasing maximum speed(450km/h). Three dimensional frame element is used to model the simply supported pre-stressed concrete (PSC) box bridges for four span lengths(40~25m). Track irregularity employed as a stationary random process from the given spectral density functions and irregularities of both sides of the track are assumed to have high correlation. The high-speed railway vehicle (KTX) is used as 38-degree of freedom system. Three displacements (Vertical, lateral, and longitudinal) as well as three rotational components (Pitching, rolling, and yawing) are considered in the 38-degree of freedom model. The dynamic amplification factors are evaluated by the developed procedure under various traveling conditions, such as track irregularity camber, train speed and ballast. The dynamic analysis such as Newmark-${\beta}$ and Runge-Kutta methods which are able to analyse considering the dynamic impact factors are compared and contrasted.

Study for Predicting Mechanical Properties Depending on Fiber Orientation in Injection Molded Short-Fiber-Reinforced Plastic Parts (단섬유보강 플라스틱 사풀성형제품의 섬유방향성에 따른 기계적성질 예)

  • 권태헌
    • The Korean Journal of Rheology
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    • v.8 no.2
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    • pp.78-91
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    • 1996
  • 단섬유 보강 플라스틱 복합재료에 사출성형에서 섬유배향은 금형 충전 공정 중의 유동장에 의해 결정되고 섬유의 배향 상태는 역으로 유동장에 영향을 미친다. 단섬유에 의 한 추가적인 응력을 포함하는 Dinh과 Armstrong의 이방성 구성방정식을 충전유동과 섬유 배향의 연계해석에 도입하였다. 충전유동의 해석은 새로운 압력 지배방정식과 에너지 방정 식을 유한요소법과 유한차분법을 이용하여 풀고 동시에 2차 배향 텐서의 변화방정식을 4차 Runge-kutta 방법으로 풀었다. 섬유의 배향상태를 구한 후에 일방향성 복합재료의 Halpin-Tsai 식과 배향 평균모델을 도입하여 사풀성형품의 이방성 기계적 성질이 예측되었 다. 직사각형 캐비티에서 수치해석결과를 실험결과와 비교하였다. 섬유배향과 유동과의 상호 연계작용을 특히 게이트 근처에서 섬유배향에 영향을 미치며 수치해석 결과는 벽면 근처에 서 유동방향으로 배향하는 shell층을 과대 예측함을 알수 있었는데 이는 배향 텐서 변화 방 정식의 최종근사에서 기인하는 오차로 판단된다. 수정된 복합최종 근사를 바탕으로 예측된 이방성 기계적 성질이 기존의 복합최종 근사에 기초한 예측보다 실험 결과에 정량적으로 보 다 잘 일치하였다.

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Non-linear Shimmy Analysis of a Nose Landing Gear with Friction (마찰을 고려한 노즈 랜딩기어의 비선형 쉬미 해석)

  • Yi, Mi-Seon;Bae, Jae-Sung;Hwang, Jae-Hyuk
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.39 no.7
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    • pp.605-611
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    • 2011
  • Shimmy is a self-excited vibration in lateral and torsional directions of a landing gear during either the take-off or landing. It is caused by a couple of conditions such as a low torsional stiffness of the strut, a free-play in the landing gear, a wheel imbalance, or worn parts, and it may make the aircraft unstable. This study was performed for an analysis of the shimmy stability on a small aircraft. A nose landing gear was modeled as a linear system and characterized by state-equations which were used to analyze the stability both in the frequency and time-domain for predicting whether the shimmy occurs and investigating a good design range of the important parameters. The root-locus method and the 4th Runge-Kutta method were used for each analysis. Because the present system has a simple mechanism using a friction to reinforce the stability, the friction, a non-linear factor, was linearized by a describing function and considered in the analysis and observed the result of the instability reduction.

A Sudy on the Undamped Forced Vibration of Nonlinear Two-Degree-of-Freedom Systems (비선형 2자유도계의 비감쇠 강제진동 연구)

  • 박철희;박선재;윤영석
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.12 no.2
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    • pp.193-199
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    • 1988
  • The forced vibrations of nondissipative nonlinear two-degree-of-freedom system, subjected to periodic forcing functions, are investigated by use of the method of slowly changing phase and amplitude. The first order differential equations are derived for nonrationally solutions and the coupled nonlinear algebraic equations for stationary solutions. Through investigating the response curves of the system, which are obtained numerically by using Newton-Raphson method, it is found that the resonances can occur at more than the number of degree-of-freedom of the system depending on the relation between the nonlinear spring parameters, which has no counterpart in linear systems.

Numerical Simulation of Injection Molding Filling Process of Short-Fiber-Reinforced Thermoplastics (단섬유보강 플라스틱재료의 사출성형 충전공정 수치해석)

  • 권태헌
    • The Korean Journal of Rheology
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    • v.5 no.2
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    • pp.109-124
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    • 1993
  • 본 연구의 목표는 임의의 3차원 사출성형 금형 공간내에서 단섬유 강화 플라스틱의 충전 공정에서의 과도기적 섬유방향성을 예측하는 수치해석 프로그램의 개발에 있다. Hele-Shaw 방정식에 단섬유에 의해서 추가된 응력을 고려한 Dinh-Armstrong의 모델을 도 입함으로써 새로운 충전과정의 압력 지배 방정식이 유도되었다. 새로운 압력지배 방정식은 단섬유에 의한 응력 때문에 몇 개의 새로운 항들을 포함하고 있다. 충전 과정의 해석은 새 로운 압력지배방정식과 에너지 방정식을 유한효소법과 유한 차분법을 이용하여 풀고 동시에 배향텐서(roientation tensor)의 변화 방정식을 4차 Runge-Kutta 방법을 이용하여 풀었다. 단섬유 배향 텐서를 텐서의 변환 법칙을 이용하여 임의의 3차원 금형 공간내의 모든유한요 소의 중심에서 두께방향의 모든유한 차분 격자를 따라 계산하였다. 이러한 방법으로 임의의 3차원 사출성형 금형 공간내에서 비등온 충전유동과 과도기적 3차원 섬유배향상태를 서로의 상호작용을 고려하여 수치 모사하여 다양한 유동 형태에 따른 단섬유 배향 상태의 변화에 대하여 알아보고자 한다.

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