• 제목/요약/키워드: Closed form solution

검색결과 448건 처리시간 0.03초

탄성좌굴 고유치 및 2차 탄성해석법을 이용한 평면강절프레임의 개선된 좌굴설계법 (An Improved Stability Design of Plane Frames using System Buckling and Second-order Elastic Analysis)

  • 송주영;경용수;김남일;김문영
    • 한국전산구조공학회논문집
    • /
    • 제18권2호
    • /
    • pp.159-168
    • /
    • 2005
  • 탄성좌굴 고유치해석을 이용한 유효좌굴길이 산정법과 2차 탄성해석기법을 이용하여 축력과 휨모멘트를 받는 강절프레임의 보-기둥부재에 대하여 개선된 좌굴설계법을 제안한다. 이를 위하여 먼저 안정함수를 이용하여 보-기둥요소의 접선강성행렬을 유도하고, 탄성좌굴 고유치해석을 이용한 유효좌굴길이 산정법을 고찰한다. 또한 강절프레임에 대하여 소위 P-Delta 효과를 고려하는 2차 해석법을 제시한다. 해석예제를 통하여 먼저 2차 탄성해석과 기하학적 비선형해석에 의한 결과를 비교하여 2차 해석의 정확성을 검증하고, 강절프레임에 대한 기존의 설계법과 본 연구의 개선된 좌굴설계법에 대한 수치결과를 비교, 검토를 행한다.

Aero-elastic response of transmission line system subjected to downburst wind: Validation of numerical model using experimental data

  • Elawady, Amal;Aboshosha, Haitham;El Damatty, Ashraf
    • Wind and Structures
    • /
    • 제27권2호
    • /
    • pp.71-88
    • /
    • 2018
  • At the University of Western Ontario (UWO), numerical tools represented in semi-closed form solution for the conductors and finite element modeling of the lattice tower were developed and utilized significantly to assess the behavior of transmission lines under downburst wind fields. Although these tools were validated against other finite element analyses, it is essential to validate the findings of those tools using experimental data. This paper reports the first aeroelastic test for a multi-span transmission line under simulated downburst. The test has been conducted at the three-dimensional wind testing facility, the WindEEE dome, located at the UWO. The experiment considers various downburst locations with respect to the transmission line system. Responses obtained from the experiment are analyzed in the current study to identify the critical downburst locations causing maximum internal forces in the structure (i.e., potential failure modes), which are compared with the failure modes obtained from the numerical tools. In addition, a quantitative comparison between the measured critical responses obtained from the experiment with critical responses obtained from the numerical tools is also conducted. The study shows a very good agreement between the critical configurations of the downburst obtained from the experiment compared to those predicted previously by different numerical studies. In addition, the structural responses obtained from the experiment and those obtained from the numerical tools are in a good agreement where a maximum difference of 16% is found for the mean responses and 25% for the peak responses.

지진하중을 받는 지하구조물에 대한 동적 거동 해석 (Analysis of dynamic behavior for underground structures under earthquake loading)

  • 박성용;이재진;최승호;김수일;박인준
    • 한국터널지하공간학회 논문집
    • /
    • 제9권2호
    • /
    • pp.205-217
    • /
    • 2007
  • 지진 시 지하구조물의 거동은 구조물 자체의 동적 특성 보다는 주변지반의 동적특성에 영향을 받는다. 따라서 구조물을 감싸고 있는 지반의 특성이 구조물의 동적 거동특성을 좌우한다. 본 연구의 목적은 지진시 지하구조물의 동적 거동 및 응답특성(축방향 변형 및 ovaling 변형)을 분석하는 것이다. 지진시 지하구조물의 동적 거동 및 응답특성을 분석하기 위해서 지반조건, 지진조건, 구조물 조건 변화에 따라 구조물에 발생하는 응답을 이론해법을 이용하여 분석하였다. 추가적으로 소규모의 모형 실험체를 이용한 진동대 실험을 수행하여 구조물의 동적거동을 분석하였으며, 이론해를 이용한 해석결과와 비교분석한 결과 경향성이 잘 일치함을 확인할 수 있었다.

  • PDF

방수형 로봇팔의 설계, 실험 및 제어 연구 (A study on design, experiment control of the waterproof robot arm)

  • 하지훈;주영도;김동희;김준영;최형식
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
    • /
    • 제38권6호
    • /
    • pp.648-657
    • /
    • 2014
  • 본 논문에서는 화재나 홍수로 인하여 침수된 건물 내부를 탐사할 수 있는 새로운 방수형 4축 로봇팔을 설계하고 로봇의 기구학 및 동역학 해석을 수행한다. 로봇팔은 카메라를 이용한 탐사를 위한 Pitch-Pitch-Pitch-Yaw 4축 구조로 설계하고, 이를 구동하기 위한 관절구동기의 용량을 선정한다. 또한 수심 10m의 방수가능한 관절구동기를 설계 하고 실제 구동시험을 통하여 방수성능을 검증한다. 설계한 로봇팔의 순기구학 및 역기구학 식의 해석을 통해 닫힌 해를 유도하며, 메커니컬실의 마찰력을 고려한 로봇팔의 운동방정식을 뉴턴-오일러 방법에 의해 유도한다. 유도한 동역학식을 이용하여 개발한 로봇이 목표궤적을 잘 추종할 수 있도록 슬라이딩모드 제어기를 설계하고, 시뮬레이션을 통해 그 성능을 확인한다.

Game Theoretic Approach for Joint Resource Allocation in Spectrum Sharing Femtocell Networks

  • Ahmad, Ishtiaq;Liu, Shang;Feng, Zhiyong;Zhang, Qixun;Zhang, Ping
    • Journal of Communications and Networks
    • /
    • 제16권6호
    • /
    • pp.627-638
    • /
    • 2014
  • In this paper, we study the joint price and power allocation in spectrum sharing macro-femtocell networks. The proposed game theoretic framework is based on bi-level Stackelberg game where macro base station (MBS) works as a leader and underlaid femto base stations (FBSs) work as followers. MBS has fixed data rate and imposes interference price on FBSs for maintaining its data rate and earns revenue while FBSs jointly adjust their power for maximizing their data rates and utility functions. Since the interference from FBSs to macro user equipment is kept under a given threshold and FBSs compete against each other for power allocation, there is a need to determine a power allocation strategy which converges to Stackelberg equilibrium. We consider two cases for MBS power allocation, i.e., fixed and dynamic power. MBS can adjust its power in case of dynamic power allocation according to its minimum data rate requirement and number of FBSs willing to share the spectrum. For both cases we consider uniform and non-uniform pricing where MBS charges same price to all FBSs for uniform pricing and different price to each FBS for non-uniform pricing according to its induced interference. We obtain unique closed form solution for each case if the co-interference at FBSs is assumed fixed. And an iterative algorithm which converges rapidly is also proposed to take into account the effect of co-tier interference on interference price and power allocation strategy. The results are explained with numerical simulation examples which validate the effectiveness of our proposed solutions.

Variance gamma 확률과정에서 근사적 옵션가격 결정방법의 비교 (Comparison of methods of approximating option prices with Variance gamma processes)

  • 이재중;송성주
    • 응용통계연구
    • /
    • 제29권1호
    • /
    • pp.181-192
    • /
    • 2016
  • 옵션의 가격을 결정하는 문제에서 블랙-숄즈 모형이 가지는 단점을 보완하기 위해 블랙-숄즈 가격을 선도항으로 하여 보정항을 구하는 근사적 옵션가격의 결정방법을 고려하였다. 이러한 근사적 가격결정 방법들은 비교적 적은 자료를 가지고 간단한 계산으로 다양한 형태의 위험중립 확률분포에 의한 옵션가격을 계산할 수 있다. 이 논문에서는 일반적으로 관찰되는 시장상황을 모사한 모의실험과 실제 시장에서 관측되는 KOSPI200 옵션가격 자료를 통해 몇 가지 근사방법들의 적합성과를 비교, 평가하였다. 헤르미트 다항식 계열의 Edgeworth 확장과 A-type Gram-Charlier, C-type Gram-Charlier 방법, NIG 분포를 이용하는 방법, 비선형 회귀를 이용한 점근적 근사방법이 고려되었다. 모의실험에서는 순수 점프 레비 확률과정 가운데 옵션가격이 닫힌 해의 형태로 존재하는 Variance gamma 과정을 가정하여 자료를 생성하였다. 모의실험과 실제 자료분석의 결과, 분포함수를 먼저 근사하여 가격을 계산하는 것보다 근사적 가격식을 유도하여 직접 가격을 근사하는 방법들의 성능이 좀 더 좋았으며, 그 가운데 비선형 회귀를 이용한 점근적 근사방법이 상대적으로 좋은 성능을 보였다.

가속도 제한을 고려한 Time-to-go 다항식 유도 법칙 연구 (Study of Time-to-go Polynomial Guidance Law with Considering Acceleration Limit)

  • 이창훈;김태훈;탁민제
    • 한국항공우주학회지
    • /
    • 제38권8호
    • /
    • pp.774-780
    • /
    • 2010
  • 본 논문은 $t_{go}$-다항식 유도 법칙에서 가속도 제한을 고려한 유도이득(guidance gain)을 선정하는 방법을 다룬다. 다항식 유도 법칙은 유도명령의 형태를 $t_{go}$의 다항식 형태로 가정하여 유도 되며 유도이득으로 임의의 양의 실수 값 (Real value)을 선정할 수 있다는 특징을 가지고 있다. 따라서 유도이득의 결정에 따라 큰 가속도 명령이 산출 될 수 있는 가능성이 있어서, 적절한 유도이득을 결정하는데 모호성이 존재하게 된다. 이러한 어려움을 해결하기 위해 본 논문에서 다항식 유도 법칙의 가속도 명령의 닫힌 해를 유도하고, 이로 부터 최대 가속도와 유도이득 간의 관계식을 구하여 가속도 제한을 넘지 않는 유도이득을 선정하는 방법을 제안한다. 최종적으로 시뮬레이션을 통해 제안한 방법을 검증한다.

힌지형 조파기에 작용하는 비선형 파력 (Nonlinear Fluid Forces on Hinged Wavemakers)

  • Kim, Tae-In;Rocbert T. Hudspeth
    • 한국해안해양공학회지
    • /
    • 제2권4호
    • /
    • pp.208-222
    • /
    • 1990
  • 가변흘수를 갖는 힌지형 조파기에 작용하는 비선형 파력 및 모멘트를 산정하기 위하여 비선형경계식 문제의 2차 근사해를 Stokes의 전개기법을 이용하여 구하였다. 2차파 성분이 파력 및 모멘트에 기여하는 물리적 의미에 대해 상술하였다. 2차파에 의한 비선형성과 조파판의 흘수에 따른 파력 모멘트 변화를 결정할 수 있도록 설계곡선을 제시하였다. 2차파 성분의 전도력 및 모멘트에 기여하는 부분은 조화성분과 상수성분으로 구성된다. 1차파와 2차파 성분을 합성한 파력 및 모멘트의 크기는 선형 조파이론의 값보다 상당한 증가를 보인다. 2차파 성분의 효과는 상대수심과 파고에 따라 달라지며 짧은 흘수를 갖는 조파기에서 상대적으로 더욱 중요하다.

  • PDF

A Rapid Convergent Max-SINR Algorithm for Interference Alignment Based on Principle Direction Search

  • Wu, Zhilu;Jiang, Lihui;Ren, Guanghui;Wang, Gangyi;Zhao, Nan;Zhao, Yaqin
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
    • /
    • 제9권5호
    • /
    • pp.1768-1789
    • /
    • 2015
  • The maximal signal-to-interference-plus-noise ratio (Max-SINR) algorithm for interference alignment (IA) has received considerable attention for its high sum rate achievement in the multiple-input multiple-output (MIMO) interference channel. However, its complexity may increase dramatically when the number of users approaches the IA feasibility bound, and the number of iterations and computational time may become unacceptable. In this paper, we study the properties of the Max-SINR algorithm thoroughly by presenting theoretical insight into the algorithm and by providing the potential of reducing the overall computational cost. Furthermore, a novel IA algorithm based on the principle direction search is proposed, which can converge more rapidly than the conventional Max-SINR method. In the proposed algorithm, it searches along the principle direction, which is found to approximately point to the convergence values, and can approach the convergence solutions rapidly. In addition, the closed-form solution of the optimal step size can be formulated in the sense of minimal interference leakage. Simulation results demonstrate that the proposed algorithm outperforms the conventional minimal interference leakage and Max-SINR algorithms in terms of the convergence rate while guaranteeing the high throughput of IA networks.

지반의 동결조건을 고려한 열전도 구성방정식과 유한요소해석 (Heat Transfer Equation and Finite Element Analysis Considering Frozen Ground Condition the Cyclic Loading)

  • 김영석;강재모;홍승서;김광진
    • 한국지반신소재학회논문집
    • /
    • 제9권3호
    • /
    • pp.39-45
    • /
    • 2010
  • 동절기 온도가 영하로 떨어짐에 따라서 지표면 부근의 수분을 포함한 흙은 공극속의 수분이 얼음으로 변하면서 부피가 팽창하고, 이렇게 팽창된 지반은 주변 구조물에 영향을 미쳐 지반 구조물의 안전에 위험한 영향을 초래할 수 있다. 동상현상은 토립자, 간극수, 공기로 구성된 다상(multi phase) 구조 속에서 동결이 형성됨에 따른 수분의 이동과 수분이 얼음으로의 상변화(phase change) 등 다변수의 복합적인 물리적 현상을 포함하고 있기 때문에 현재까지 다차원 수치해석에 구성방정식으로 사용할 수 있는 검증되고 신뢰성 있는 모델은 아직도 연구 단계에 있다. 본 논문에서는 간극수의 상변화에 따라 갑작스러운 열용량 증대로 발생하는 수치해석상의 문제를 극복할 수 있는 효율적인 간편식을 유도하고, 포화된 토사나 다공성 암반이 동결할 때의 거동을 재현할 수 있는 열전도 구성방정식과 해석법을 제안하였다. 제안된 식을 사용한 수치해석 결과는 알려진 이론해 및 실내 모형시험 결과와 잘 일치하였다.

  • PDF