• 제목/요약/키워드: Bi-Cubic Spline

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Open 균일 B-spline 곡면을 이용한 선체 곡면 표현에 관한 연구 (A Study of Geometric Modeling for Ship Hull Forms Using Open Uniform B-spline Surface)

  • 신현경;박규원
    • 대한조선학회논문집
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    • 제28권2호
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    • pp.21-27
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    • 1991
  • 이 논문에서는 periodic 균일 knot vector 뿐만아니라 open 균일 knot vector를 사용하여 선체형상을 Bi-cubic B-spline곡면으로 수식화하는 방법을 보인다. B-spline곡면을 형성하기 위한 B-spline control vertex는 기본 함수의 pseudoinverse matrix를 사용하여 결정된다. 주어진 offset과 형성된 선체곡면을 비교한 결과 잘 일치하였다. 곡면의 순정을 검토하기 위하여 Gaussian곡률을 많은 작은 곡면조각에 대해 계산하여 흑백의 농도 차이를 이용하여 도시화하였다.

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Modeling Implied Volatility Surfaces Using Two-dimensional Cubic Spline with Estimated Grid Points

  • Yang, Seung-Ho;Lee, Jae-wook;Han, Gyu-Sik
    • Industrial Engineering and Management Systems
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    • 제9권4호
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    • pp.323-338
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    • 2010
  • In this paper, we introduce the implied volatility from Black-Scholes model and suggest a model for constructing implied volatility surfaces by using the two-dimensional cubic (bi-cubic) spline. In order to utilize a spline method, we acquire grid (knot) points. To this end, we first extract implied volatility curves weighted by trading contracts from market option data and calculate grid points from the extracted curves. At this time, we consider several conditions to avoid arbitrage opportunity. Then, we establish an implied volatility surface, making use of the two-dimensional cubic spline method with previously estimated grid points. The method is shown to satisfy several properties of the implied volatility surface (smile, skew, and flattening) as well as avoid the arbitrage opportunity caused by simple match with market data. To show the merits of our proposed method, we conduct simulations on market data of S&P500 index European options with reasonable and acceptable results.

선체형상 정의를 위한 버텍스 산출 알고리즘 개발에 관한 연구 (A Study on Development of an Algorithm for Vertex Creation to Define Ship Hull Forms)

  • 신현경;신상성;박규원
    • 대한조선학회논문집
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    • 제31권3호
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    • pp.31-37
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    • 1994
  • 선체 형상을 표현하기 위하여 Bi-Cubic B-spline이 가장 널리 사용되고 있다. B-spline곡선 곡면 정의에 있어서 입력 데이터가 불규칙하거나, 주어진 데이터의 갯수가 많은 경우, 또는 형상이 복잡한 경우에 주어진 형상의 부드러운 곡선 곡면(Smooth curves or surfaces)을 재현할 수 있는 역행렬을 구하기 어렵다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 새로운 버텍스 산출법(ISE 방법: Image Surface Expansion Method)을 제시한다. 곡선정의를 이용하여 ISE방법을 검증하였고, 수렴성을 확인하였다. 또한 선체형상을 정의하였으며, Open Uniform B-spline으로 형성된 곡면과 비교하였고, ISE방법의 신뢰도를 검증하였다.

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A Parametric Study of Displacement Measurements Using Digital Image Correlation Method

  • Ha, Kuen-Dong
    • Journal of Mechanical Science and Technology
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    • 제14권5호
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    • pp.518-529
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    • 2000
  • A detailed and thorough parametric study of digital image correlation method is presented. A theoretical background and development of the method were introduced and the effects of various parameters on the determination of displacement outputs from the raw original and deformed image information were examined. Use of the normalized correlation coefficient, the use of 20 to 40 pixels for a searching window side, 6 variables searching, bi-cubic spline sub pixel interpolations and the use of coarse-fine search are some of the key choices among the results of parametric studies. The displacement outputs can be further processed with two dimensional curve fitting for the data noise reduction as well as displacement gradient calculation.

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컴퓨터 그래픽스 기법을 이용한 선체곡면 가시화 연구 (A Study on the Visualization of Ship Hull using Computer Graphics Techniques)

  • 신현경;박규원
    • 대한조선학회논문집
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    • 제29권3호
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    • pp.15-20
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    • 1992
  • 이 논문에서는 화가의(Painter's) 알고리듬을 사용하여 3차원 자유형상곡면(Three dimensional free form surface)을 가시화하는 방법을 개발하였고, 특히 선체형상은 Open 균일 B-Spline 곡면으로 정의하였다. 컴퓨터그래픽스를 응용하여 와이어프레임, 숨은면제거, 묘영등의 가시화를 위한 프로그램을 완성하였다. 또한 선체곡면의 순정을 검토하기 위해 Gaussian 곡률값을 15등급으로 구분하여 등급별 색(color)처리 하였다.

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선형의 기하학적 모델링을 위한 직접순정법에 관한 연구 (Direct Fairing for Geometric Modeling of Hull Surface)

  • 김원돈;남종호;김광욱
    • 대한조선학회논문집
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    • 제28권1호
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    • pp.1-11
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    • 1991
  • 선체 외판은 다양한 곡률을 가진 곡면으로 이루어져 있으므로 선박설계, 선각생산을 위한 선형의 기하하적 모델링에 있어서 순정작업은 시간이 많이 소요되는 일이나 피할 수 없는 작업이다. 본 논문에서는 교차순정법의 지루한 작업을 극복할 수 있는 수학적 순정법인 직접순정법을 제시하였다. 선체외판의 곡면표현을 위하여 3차의 B-spline 곡면식이 사용되었다. 순정작업은 외판의 변형에너지를 최소화하는 방법으로 수행되었다. 선체외판의 순정도 판정을 위하여 Gaussian 곡률과 판의 변형에너지의 값을 색상을 통하여 가시화 하였다. 순정작업에 의한 곡면모델로부터 산출된 선형의 기하학적 정보는 기본설계계산, 선각생산 등 선형과 관련된 전산시스템에 활용될 수 있도록 정보연계에 이용되었다.

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평면 두부형상을 갖는 물체의 입수시 충격력 해석 (Analysis of Impact Forces Acting on a Flat Faced Body Entering Water)

  • 강창구
    • 대한조선학회논문집
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    • 제31권2호
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    • pp.78-85
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    • 1994
  • 물체가 입수시 두부에 큰 충격을 받게 되며 이 충격량은 진입하는 물체의 두부형상이나 입사각에 따라서 많은 차이를 보인다. 본 논문에서는 선수부가 평면 부분을 포함하는 형상을 갖는 물체가 임의 각도 입수시의 충격량을 계산하였다. 선수부가 납작한 부분을 포함하면 임의 각도 입수시 물체의 접수부분이 기하학적으로 복잡해진다. 3차원 물체를 여러 영역으로 분할하여 각 부분을 겹3차 B-spline으로 표시하여 곡면을 정확히 나타낼 수 있도록 하였다. 자유표면 조건은 $\phi=0$을 적용하였으며, 경계치 문제는 Green함수를 이용하여 해석하였다.

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그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 도입한 선형설계 기법에 관한 연구 (A Study on Hull Form Design Techniques Based on Graphical User Interface)

  • 신현경;박규원
    • 대한조선학회논문집
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    • 제30권4호
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    • pp.17-22
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    • 1993
  • 3차원 자유곡면의 교차문제는 기하학적인 방법과 수치적인 방법으로 해결할 수 있으며, 지금까지는 일반적으로 선체형상의 단면을 얻기 위해서 기하학적인 방법인 곡면분할 기법을 사용하여 왔다. 본 논문에서는 할선법, 선형보간법 및 반분법 등 간단한 수치해석 방법들을 사용하여서, Bi-Cubic B-Spline Surface로 표현된 선체형상과 임의의 평면에 의해 교차된 선체 단면형상을 갖는 방법을 수행하여 비교 검토하고자 한다. 곡면간의 교체문제는 임의의 단면형상 파악, 선도작성 및 offset Table 구성에 직접 응용되어진다.

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3차원 비선형 자유표면 유동의 수치해석 (A Numerical Simulation of Three- Dimensional Nonlinear Free surface Flows)

  • 강창구;공인영
    • 대한조선학회논문집
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    • 제28권1호
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    • pp.38-52
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    • 1991
  • 자유표면하에서 움직이는 임의의 형상의 3차원 물체로 인한 비선형 유체력을 준 Lagrangian 방법을 사용하여 해석하였다. 경계치 문제는 경계 적분 방법(Boundary Integral Method)을 이용하여 해결하였으며, 물체와 자유 표면의 형상은 곡면 Panel로 표현하였다. 이들 표면은 hi-cubic B-spline 방법을 사용하여 유한개의 작은 표면 요소로 나뉘어지게 되며, 또한 \phi와 (equation omitted) 표면 요소상에서 bi-linear하다고 가정한다. 특이점에 의한 유기 포텐시얼의 계산시 1/R에 비례하는 부분은 제거하고 해석적으로 처리하였다. 물체로부터 멀리 떨어진 곳에서의 유체 유통은 좌표계의 원점에 위치한 Dipole로 표현하였으며, Time Stepping시 Runge-Kutta의 4차 방법을 사용하였다. 3차원인 경우에 대한 적분 방정식과 포텐시얼의 시간 미분간에 대한 경계 조건이 유도되었으며, 이러한 식들을 사용하여 자유표면의 형상과 물체의 운동을 동시에 계산하였다. 대진폭을 가지고 규칙적으로 진동하는 물체에 작용하는 힘과 이때의 자유 표면 형상을 계산하고 기 발표된 자료와 비교하여 보았으며, 자유표면 근처에서 운동하는 물체에 작용하는 비선형 효과를 관찰하였다.

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Sea State Hindcast for the Korean Seas With a Spectral Wave Model and Validation with Buoy Observation During January 1997

  • Kumar, B. Prasad;Rao, A.D.;Kim, Tae-Hee;Nam, Jae-Cheol;Hong, Chang-Su;Pang, Ig-Chan
    • 한국지구과학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.7-21
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    • 2003
  • The state-of-art third generation wave prediction model WAM was applied to the Korean seas for a winter monsoon period of January 1997. The wind field used in the present study is the global NSCAT-ERS/NCEP blended winds, which was further interpolated using a bi-cubic spline interpolator to fine grid limited area shallow water regime surrounding the Korean seas. To evaluate and investigate the accuracy of WAM, the hindcasted wave heights are compared with observed data from two shallow water buoys off Chil-Bal and Duk-Juk. A detailed study has been carried with the various meteorological parameters in observed buoy data and its inter-dependency on model computed wave fields was also investigated. The RMS error between the observation and model computed wave heights results to 0.489 for Chil-Bal and 0.417 for Duk-Juk. A similar comparison between the observation and interpolated winds off Duk-Juk show RMS error of 2.28 which suggest a good estimate for wave modelling studies.