• 제목/요약/키워드: Adjoint matrix

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회전체 베어링계의 불균형 응답을 위한 효율적인 계산 방법 (An efficient method for computation of unbalance responses of rotor-bearing systems)

  • 홍성욱;박종혁
    • 한국정밀공학회지
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    • 제12권9호
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    • pp.137-147
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    • 1995
  • The unbalance response analysis is one of the essential area in the forced vibration analysis of rotor-bearing systems. Local bearing parameters in rotor-bearing systems are the major sources which give rise to a difficulty in unbalance response computation due to the complicated dynamic properties such as rotational speed dependency and anisotropy. In the present paper, an efficient method for unbalance responses is proposed so as to easily take into account bearing parameters in computation. An exact matrix condensation procedure is proposed which enables the present method to compute unbalance responses by dealing with condensed, small matrices. The proposed method causes no errors even though the computation procedure is based on the small matrices condensed from the full matrices. The present method is illustrated through a numerical example and compared with the conventional method.

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열전도 문제에 관한 위상 최적설계의 실험적 검증 (Topology Design Optimization and Experimental Validation of Heat Conduction Problems)

  • 차송현;김현석;조선호
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제28권1호
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    • pp.9-18
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    • 2015
  • 본 논문에서는 애조인 설계민감도(DSA)를 사용하여 평형상태의 열전도문제에서 수치적으로 얻어진 위상 최적설계를 실험적으로 검증하였다. 애조인 변수법을 이용하면 해석에서 사용되었던 행렬시스템을 애조인 문제를 풀 때 그대로 활용가능하기 때문에 설계민감도를 얻는데 필요한 계산을 매우 효율적으로 수행할 수 있다. 위상 최적설계를 위해서 설계변수는 정규화된 재료밀도 함수로 정하였다. 목적함수는 구조물의 열 컴플라이언스이고 제한조건은 허용 가능한 재료량이다. 또한 열화상카메라를 활용하여 이러한 위상 최적설계로 얻어진 수치적 결과를 부피가 동일하도록 직관적으로 설계된 디자인과 비교하여 실험적으로 검증하였다. 위상 최적설계로 얻어진 결과를 실제로 제작하기 위해 간단한 수치기법을 통해 점 정보로 변환한 후 역설계 상용프로그램을 이용하여 CAD 모델링을 수행한다. 이를 바탕으로 위상 최적설계 결과를 CNC(Computerized Numerically Controlled machine tools) 선반으로 제작하였다.

HYBRID ON-OFF CONTROLS FOR AN HIV MODEL BASED ON A LINEAR CONTROL PROBLEM

  • Jang, Tae Soo;Kim, Jungeun;Kwon, Hee-Dae;Lee, Jeehyun
    • 대한수학회지
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    • 제52권3호
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    • pp.469-487
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    • 2015
  • We consider a model of HIV infection with various compartments, including target cells, infected cells, viral loads and immune effector cells, to describe HIV type 1 infection. We show that the proposed model has one uninfected steady state and several infected steady states and investigate their local stability by using a Jacobian matrix method. We obtain equations for adjoint variables and characterize an optimal control by applying Pontryagin's Maximum Principle in a linear control problem. In addition, we apply techniques and ideas from linear optimal control theory in conjunction with a direct search approach to derive on-off HIV therapy strategies. The results of numerical simulations indicate that hybrid on-off therapy protocols can move the model system to a "healthy" steady state in which the immune response is dominant in controlling HIV after the discontinuation of the therapy.

전력전자회로 해석프로그램 PECAP 개발과 응용 (Development and Applications on Power Electronic Circuit Analysis Program PECAP)

  • 정태경;차귀수;함송엽
    • 대한전기학회논문지
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    • 제32권10호
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    • pp.335-340
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    • 1983
  • The analysis of static power converter circuit using state-space method is presented. Semiconductors are modeled in two-state resistors depending on their ON or OFF states. Then the modes of circuit are determined according to the conducting states of semiconductors and different describing matrices are given automatically for each mode. Newton-Raphson algorithm is used as an iterative method for obtaining steady-state solution and an adjoint network is introduced for the efficient and accurate evaluation of the Jacobi matrix in the algorithm. Using the porogram exploited from the above algorithm, it is shown through examples that the results are in good agreement with the analytic solutions and computation time is considerably reduced for obtaining the steady-state solutions.

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WEAKTYPE $L^1(R^n)$-ESTIMATE FOR CRETAIN MAXIMAL OPERATORS

  • Kim, Yong-Cheol
    • 대한수학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.1029-1036
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    • 1997
  • Let ${A_t)}_{t>0}$ be a dilation group given by $A_t = exp(-P log t)$, where P is a real $n \times n$ matrix whose eigenvalues has strictly positive real part. Let $\nu$ be the trace of P and $P^*$ denote the adjoint of pp. Suppose that $K$ is a function defined on $R^n$ such that $$\mid$K(x)$\mid$ \leq k($\mid$x$\mid$_Q)$ for a bounded and decreasing function $k(t) on R_+$ satisfying $k \diamond $\mid$\cdot$\mid$_Q \in \cup_{\varepsilon >0}L^1((1 + $\mid$x$\mid$)^\varepsilon dx)$ where $Q = \int_{0}^{\infty} exp(-tP^*) exp(-tP)$ dt and the norm $$\mid$\cdot$\mid$_Q$ stands for $$\mid$x$\mid$_Q = \sqrt{}, x \in R^n$. For $f \in L^1(R^n)$, define $mf(x) = sup_{t>0}$\mid$K_t * f(x)$\mid$$ where $K_t(X) = t^{-\nu}K(A_{1/t}^* x)$. Then we show that $m$ is a bounded operator of $L^1(R^n) into L^{1, \infty}(R^n)$.

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Synergetics based damage detection of frame structures using piezoceramic patches

  • Hong, Xiaobin;Ruan, Jiaobiao;Liu, Guixiong;Wang, Tao;Li, Youyong;Song, Gangbing
    • Smart Structures and Systems
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    • 제17권2호
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    • pp.167-194
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    • 2016
  • This paper investigates the Synergetics based Damage Detection Method (SDDM) for frame structures by using surface-bonded PZT (Lead Zirconate Titanate) patches. After analyzing the mechanism of pattern recognition from Synergetics, the operating framework with cooperation-competition-update process of SDDM was proposed. First, the dynamic identification equation of structural conditions was established and the adjoint vector (AV) set of original vector (OV) set was obtained by Generalized Inverse Matrix (GIM).Then, the order parameter equation and its evolution process were deduced through the strict mathematics ratiocination. Moreover, in order to complete online structural condition update feature, the iterative update algorithm was presented. Subsequently, the pathway in which SDDM was realized through the modified Synergetic Neural Network (SNN) was introduced and its assessment indices were confirmed. Finally, the experimental platform with a two-story frame structure was set up. The performances of the proposed methodology were tested for damage identifications by loosening various screw nuts group scenarios. The experiments were conducted in different damage degrees, the disturbance environment and the noisy environment, respectively. The results show the feasibility of SDDM using piezoceramic sensors and actuators, and demonstrate a strong ability of anti-disturbance and anti-noise in frame structure applications. This proposed approach can be extended to the similar structures for damage identification.

효율적인 3차원 MT 역산을 위한 다양한 감도의 이용 (An Efficient 3D Inversion of MT Data Using Approximate Sensitivities)

  • 한누리;남명진;김희준;이태종;송윤호;서정희
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제10권4호
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    • pp.259-267
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    • 2007
  • 정적효과가 포함된 MT 자료를 효율적으로 역산하기 위해 새로운 근사 감도(sensitivity)를 제시하였다. 근사 감도를 이용하여 감도 행렬을 구하는데 필요한 막대한 계산 시간을 합리적인 수준으로 줄이면서 정확한 감도를 이용한 경우와 비슷한 수준의 역산 결과를 얻을 수 있었다. 이 연구에서 제시한 근사 감도 외에 초기 균질 모형에 대한 감도, Broyden 법을 이용하여 업데이트한 감도, 정확한 해에 의존한 감도 등을 여러 가지 조합으로 3차원 역산을 수행할 수 있는 효율적인 방법에 대해 연구하였다. 인공합성자료 및 포항 지역에서 획득한 현장 자료에 대하여 3차원 역산한 결과, 네가지 감도의 조합으로 성공적인 역산이 가능함을 확인하였다. 이로부터 다양한 감도를 적용하여 역산을 수행하는 것이 보다 효율적이고 합리적인 역산 결과를 얻는데 도움이 됨을 알 수 있었다.

위상 민감도를 이용한 초탄성 비선형 구조의 레벨셋 기반 위상 및 형상 최적설계 (Level Set Based Topological Shape Optimization of Hyper-elastic Nonlinear Structures using Topological Derivatives)

  • 김민근;하승현;조선호
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제25권6호
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    • pp.559-567
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    • 2012
  • 초탄성을 고려한 비선형 구조의 레벨셋 기반 위상 및 형상 최적설계 방법을 개발하였다. 전체 영역에서 재료의 극단적인 불균형 분포로 기인하는 부정확한 접강성행렬(tangent stiffness matrix)로 인해, 비선형 문제의 위상 최적설계는 심각한 수렴성의 어려움을 겪는다. 이를 해결하기 위해, 임의의 형상을 표현할 수 있는 레벨셋 방법의 장점을 이용하여 정확한 접강성 행렬을 구하기 위해 명시적인 경계(explicit boundary)를 이용하였다. 레벨셋 함수로 표현되는 임의의 영역을 암시적 고정 격자(implicit fixed grid)를 이용하여 계산하는 것 대신에 명시적으로 그 영역을 이산화하기 위해 딜라우네이 삼각화 기법(Delaunay triangulation scheme)을 이용하였다. 레벨셋 방정식을 풀기 위해 최적화 조건으로부터 라그란지안(Lagrangian; 목적함수)가 감소하는 방향이 되도록 속도장을 결정하였다. 실제 영역 바깥쪽 속도장은 Adalsteinsson와 Sethian(1999)가 제안한 속도확장 기법을 이용하여 구하였다. 레벨셋 기반의 최적화 기법에 위상 민감도를 이용하여, 최적화 과정에서 원하는 시기와 위치에 위상 변화가 가능하도록 하였다.

음향결정 구조의 레벨셋 기반 위상 및 형상 최적설계 (Level Set based Topological Shape Optimization of Phononic Crystals)

  • 김민근;하시모토 히로시;아베 카주히사;조선호
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제25권6호
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    • pp.549-558
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    • 2012
  • 본 논문에서는 레벨셋 방법을 이용하여, 소음을 차단하기 위한 음향 구조물의 형상 최적설계를 수행하였다. 형상 최적설계의 목적은 특정한 각도와 각속도로 입사되는 입사파에 대해서 음향 투과율(acoustic transmittance)이 최소가 되도록 음향 결정의 형상(inclusion shape)을 결정하는 것이다. 음향 결정 구조에서는 음향이 흩어져 있는 결정 구조에 의해서 굴절되기 때문에 결정 모양을 조정함으로써, 음향 거동을 제어할 수 있다. 본 연구에서는 음향 구조물로 결정이 수평방향으로는 주기적으로 무한히 분포하고 수직방향으로는 유한한 층간 구조를 가지고 있는 소음 방어벽(Noise barrier)을 고려한다. 주기적 구조물을 고려하기 때문에 결정의 좌와 우에 Bloch 이론을 적용해 주기적 경계조건을 부과하였고, 소음 방어벽 위와 아래에는 임피던스 행렬(impedance matrix)를 이용하여, 무한 균질 영역과 소음 방어벽 사이의 음파 투과를 모사하였다. 결정의 위상과 형상변화를 묘사하기 위해서 레벨셋 방법(level set method)을 사용하였다. 레벨셋 방법에서는 초기 영역을 고정시킨 상태에서, 레벨셋으로 표현되는 임시적 경계(implicit moving boundary)를 변화시킴으로써 복잡한 형상을 다룰 수 있다. 몇몇 수치적 예제를 통해, 제시된 방법의 적용성을 검증하였다.