• 제목/요약/키워드: Differential Computation Analysis

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Mathematical Modeling and Control for A Single Winding Bearingless Flywheel Motor in Electric/Suspension Mode

  • Yuan, Ye;Huang, Yonghong;Xiang, Qianwen;Sun, Yukun
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제13권5호
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    • pp.1935-1944
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    • 2018
  • With the increase of the production of energy from renewable, it becomes important to look at techniques to store this energy. Therefore, a single winding bearingless flywheel motor (SWBFM) specially for flywheel energy storage system is introduced. For the control system of SWBFM, coupling between the torque and the suspension subsystems exists inevitably. It is necessary to build a reasonable radial force mathematical model to precisely control SWBFM. However, SWBFM has twelve independently controlled windings which leads to high-order matrix transformation and complex differential calculation in the process of mathematical modeling based on virtual displacement method. In this frame, a Maxwell tensor modeling method which is no need the detailed derivation and complex theoretical computation is present. Moreover, it possesses advantages of universality, accuracy, and directness. The fringing magnetic path is improved from straight and circular lines to elliptical line and the rationality of elliptical line is verified by virtual displacement theory according to electromagnetic torque characteristics. A correction function is taken to increase the model accuracy based on finite element analysis. Simulation and experimental results show that the control system of SWBFM with radial force mathematical model based on Maxwell tensor method is feasible and has high precision.

칼라팔레트의 불량 식별을 위한 영상처리 시스템 구현 (Implementation of Image Processing System for the Defect Inspection of Color Polyethylene)

  • 김경민;박중조;송명현
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제5권6호
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    • pp.1157-1162
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    • 2001
  • 본 논문에서는 영상 처리 기법을 이용하여 칼라 팔레트 외형상의 불량품을 식별하는 연구를 수행하고자 한다 먼저 기본적인 팔레트 자동선별시스템의 필요성에 대해 기술하며, 각 샘플링된 팔레트에 대해 영상처리기법을 이용한 불순물 검출 알고리즘을 제안하고자 한다. 또한 이를 상용화할 수 있도록 윈도우환경의 비전처리 프로그램을 제시하였다. 끝으로 본 연구에 대한 평가와 앞으로의 연구과제에 대해 기술하고자 한다.

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미분구적법(DQM)을 이용한 곡선보의 내평면 좌굴해석 (In-Plane Buckling Analysis of Curved Beams Using DQM)

  • 강기준;김영우
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권7호
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    • pp.2858-2864
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    • 2012
  • 곡선보 (curved beam)의 내평면 모멘트 및 등분포하중 하에서 평면내 (in-plane) 좌굴 (buckling)을 미분구적법(DQM)을 이용하여 해석하였다. 다양한 경계조건 (boundary conditions)과 굽힘각 (opening angles)에 따른 임계모멘트 및 임계하중을 계산하였다. DQM의 해석결과는 해석적 해답 (exact solution) 결과와 비교하였으며, DQM은 적은 요소 (grid points)를 사용하여 정확한 해석결과를 보여주었다. 두 경계조건(고정-고정, 단순지지-고정)하에서 새 결과를 또한 제시하였다.

Ellipting Blending Model에 의한 자연대류 및 열성층 해석 (COMPUTATION OF NATURAL CONVECTION AND THERMAL STRATIFICATION USING THE ELLIPTIC BLENDING MODEL)

  • 최석기;김성오
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2006년도 추계 학술대회논문집
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    • pp.77-82
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    • 2006
  • Evaluation of the elliptic blending turbulence model (EBM) together with the two-layer model, shear stress transport (SST) model and elliptic relaxation model (V2-F) is performed for a better prediction of natural convection and thermal stratification. For a natural convection problem the models are applied to the prediction of a natural convection in a rectangular cavity and the computed results are compared with the experimental data. It is shown that the elliptic blending model predicts as good as or better than the existing second moment differential stress and flux model for the mean velocity and turbulent quantities. For thermal stratification problem the models are applied to the thermal stratification in the upper plenum of liquid metal reactor. In this analysis there exist much differences between the turbulence models in predicting the temporal variation of temperature. The V2-F model and EBM better predict the steep gradient of temperature at the interface of thermal stratification, and the V2-F model and EBM predict properly the oscillation of temperature. The two-layer model and SST model fail to predict the temporal oscillation of temperature.

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전단변형이론 및 미분구적법을 이용한 곡선보의 면외 진동해석 (Out-of-Plane Vibration Analysis of Curved Beams Considering Shear Deformation Using DQM)

  • 강기준;김장우
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제20권4호
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    • pp.417-425
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    • 2007
  • 곡선보(curved beam)의 회전관성(rotatory inertia) 및 전단변형(shear deformation)을 고려한 면외(out-of-plane) 자유진동을 해석하는데 미분구적법(DQM)을 이용하여 고정-고정 경계조건(boundary conditions)과 다양한 굽힘각(opening angles)에 따른 진동수(frequencies)를 계산하였다. DQM의 결과는 엄밀해(efact solution) 또는 다른 수치해석 결과와 비교하였으며, DQM은 적은 요소(grid points)를 사용하여 정확한 해석결과를 보여주었다.

칼라 팔레트의 불량 검사를 위한 비전 시스템 구현 (Implementation of Vision System for the Defect Inspection of Color Polyethylene)

  • 김경민;강종수;박중조;송명현
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2001년도 추계종합학술대회
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    • pp.587-591
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    • 2001
  • 본 연구에서는 영상 처리를 이용하여 외형적인 칼라 팔레트내의 불량품을 식별하는 실험을 수행하고자 한다. 기본적인 팔레트 자동선별시스템에 대해 기술하며, 각 샘플링된 팔레트에 대해 영상처리기법을 이용한 불순물 검출 알고리듬을 제안하고자 한다. 또한 이를 상용화할 수 있도록 윈도우환경의 비전처리 프로그램을 제시하였다. 끝으로 본 연구에 대한 평가와 앞으로의 연구과제에 대해 기술하고자 한다.

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충격하중을 받는 구조부재의 탄소성 파괴해석 프로그램 개발 (Development of Elastic-Plastic Fracture Analysis Program for Structural Elements under an Impact Loadings)

  • 김경수;박준범
    • 대한조선학회논문집
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    • 제35권1호
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    • pp.61-71
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    • 1998
  • 본 논문에서는 2차원 공간에서의 탄성 또는 탄소성응력파를 받는 구조부재의 동적 파괴거동을 다룬다. 이러한 문제에 대한 지배방정식은 운동방정식과 탄소성 구성방정식에 대한 증감식으로 구성된 쌍곡선 편미분 방정식으로 나타나고, 이를 풀기 위해 유한차분법을 기초로 한 Zwas방법이 도입된다. 또한 탄소성문제의 동적거동을 나타내기 위해 응력공간내 탄소성 loading path가 소성항복 현상을 모델링하는데 제안된다. 이러한 계산결과를 바탕으로 탄성체의 균열선단의 동적응력확대계수가 계산되어지고, 탄소성체에 대한 소성영역의 형상의 시간이력을 보여준다.

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Optimal fin planting of splayed multiple cross-sectional pin fin heat sinks using a strength pareto evolutionary algorithm 2

  • Ramphueiphad, Sanchai;Bureerat, Sujin
    • Advances in Computational Design
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    • 제6권1호
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    • pp.31-42
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    • 2021
  • This research aims to demonstrate the optimal geometrical design of splayed multiple cross-sectional pin fin heat sinks (SMCSPFHS), which are a type of side-inlet-side-outlet heat sink (SISOHS). The optimiser strength Pareto evolutionary algorithm2 (SPEA2)is employed to explore a set of Pareto optimalsolutions. Objective functions are the fan pumping power and junction temperature. Function evaluations can be accomplished using computational fluid dynamics(CFD) analysis. Design variablesinclude pin cross-sectional areas, the number of fins, fin pitch, thickness of heatsink base, inlet air speed, fin heights, and fin orientations with respect to the base. Design constraints are defined in such a way as to make a heat sink usable and easy to manufacture. The optimum results obtained from SPEA2 are compared with the straight pin fin design results obtained from hybrid population-based incremental learning and differential evolution (PBIL-DE), SPEA2, and an unrestricted population size evolutionary multiobjective optimisation algorithm (UPSEMOA). The results indicate that the splayed pin-fin design using SPEA2 issuperiorto those reported in the literature.

정식화를 이용한 3차원 구조물의 형상 최적설계 (Variational Formulation for Shape Optimization of Spatial Beam Structures)

  • 최주호;김종수
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.123-130
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    • 2002
  • A general formulation for shape design sensitivity analysis over three dimensional beam structure is developed based on a variational formulation of the beam in linear elasticity. Sensitivity formula is derived based on variational equations in cartesian coordinates using the material derivative concept and adjoint variable method for the displacement and Von-Mises stress functionals. Shape variation is considered for the beam shape in general 3-dimensional direction as well as for the orientation angle of the beam cross section. In the sensitivity expression, the end points evaluation at each beam segment is added to the integral formula, which are summed over the entire structure. The sensitivity formula can be evaluated with generality and ease even by employing piecewise linear design velocity field despite the bending model is fourth order differential equation. For the numerical implementation, commercial software ANSYS is used as analysis tool for the primal and adjoint analysis. Once the design variable set is defined using ANSYS language, shape and orientation variation vector at each node is generated by making finite difference to the shape with respect to each design parameter, and is used for the computation of sensitivity formula. Several numerical examples are taken to show the advantage of the method, in which the accuracy of the sensitivity is evaluated. The results are found excellent even by employing a simple linear function for the design velocity evaluation. Shape optimization is carried out for the geometric design of an archgrid and tilted bridge, which is to minimize maximum stress over the structure while maintaining constant weight. In conclusion, the proposed formulation is a useful and easy tool in finding optimum shape in a variety of the spatial frame structures.

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적응적 학습 파라미터의 고정점 알고리즘에 의한 독립성분분석의 성능개선 (Performance Improvement of Independent Component Analysis by Fixed-point Algorithm of Adaptive Learning Parameters)

  • 조용현;민성재
    • 정보처리학회논문지B
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    • 제10B권4호
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    • pp.397-402
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    • 2003
  • 본 연구에서는 뉴우턴법의 고정점 알고리즘에 적응 조정이 가능한 학습 파라미터를 이용한 효율적인 신경망 기반 독립성분분석기법을 제안하였다. 이는 엔트로피 최적화 함수의 1차 미분을 이용하는 뉴우턴법의 고정점 알고리즘에서 학습율과 모멘트를 역혼합행렬의 경신 상태에 따나 적응조정되도록 함으로써 분리속도와 분리성능을 개선시키기 위함이다 제안된 기법을 256$\times$256 픽셀의 8개 지문과 512$\times$512 픽셀의 10개 영상으로부터 임의의 혼합행렬에 따라 발생되는 지문과 영상의 분리에 적용한 결과, 기존의 고정점 알고리즘에 의한 결과보다 우수한 분리성능과 빠른 분리속도가 있음을 확인하였다. 특히 제안된 알고리즘은 문제의 규모가 클수록 분리성능과 분리속도의 개선 정도가 큼을 확인하였다.