This paper presents an algorithm which seeks steady-state equilibrium positions of constrained multibody systems driven by constant generalized speeds. Since the relative coordinates are employed, the constraint equations at cut joints are incorporated into the formulation. The proposed algorithm leads to nonlinear equations that need to be solved iteratively. This algorithm should satisfy both types of conditions: the force equilibrium equations and the kinematic constraint equations. To verify the effectiveness of the proposed algorithm, two numerical examples are solved and the results are compared with those of a commercial program. This method, compared to the conventional method of using dynamic analysis, has the advantage of computational efficiency and stability.
The propagation of plane waves in a linear, homogeneous and isotropic nonlocal generalized thermoelastic solid medium is considered in the framework of Lord and Shulman generalization. The governing field equations are formulated and specialized in a plane. Plane wave solutions of governing equations show that there exists three plane waves, namely, P, thermal and SV waves which propagate with distinct speeds. Reflection of P and SV waves from thermally insulated or isothermal boundary of a half-space is considered. The relevant boundary conditions are applied at stress free boundary and a non-homogeneous system of three equations in reflection coefficients is obtained. For incidence of both P and SV waves, the expressions for energy ratios of reflected P, thermal and SV waves are also obtained. The speeds and energy ratios of reflected waves are computed for relevant physical constants of a thermoelastic material. The speeds of plane waves are plotted against nonlocal parameter and frequency. The energy ratios of reflected waves are also plotted against the angle of incidence of P wave at a thermally insulated stress-free surface. The effect of nonlocal parameter is shown graphically on the speeds and energy ratios of reflected waves.
This paper presents a vibration analysis method for constrained mechanical systems driven by constant generalized speeds. Equilibrium positions are obtained first and vibration analysis are performed around the positions. The method developed in this paper employs partial velocity matrix to obtain a minimum number of differential equations. To verify the accuracy of the proposed algorithm, linear vibration analyses of two numerical examples are performed and the results are compared with results from a commercial program or previous literature.
A formulation which seeks steady-state equilibrium positions of constrained multibody systems driven by constant generalized speeds is presented in this paper. Since the relative coordinates are employed, constraint equations at cut joints are incorporated into the formulation. To obtain the steady-state equilibrium position of a multibody system, nonlinear equations are derived and solved iteratively. The nonlinear equations consist of the force equilibrium equations and the kinematic constraint equations. To verify the effectiveness of the proposed formulation, two numerical examples are solved and the results are compared with those of a commercial program.
The estimation of wind speed values used in codes and standards is an integral part of the wind load evaluation process. In a number of codes and standards, wind speeds outside of tropical cyclone prone regions are estimated using a single probability distribution developed from observed wind speed data, with no distinction made between the types of causal wind hazard (e.g., thunderstorm). Non-tropical cyclone wind hazards (i.e., thunderstorm, non-thunderstorm) have been shown to possess different probability distributions and estimation of non-tropical cyclone wind speeds based on a single probability distribution has been shown to underestimate wind speeds. Current treatment of non-tropical cyclone wind hazards in worldwide codes and standards is touched upon in this work. Meteorological data is available at a considerable number of United States (U.S.) stations that have information on wind speed as well as the type of causal wind hazard. In this paper, probability distributions are fit to distinct storm types (i.e., thunderstorm and non-thunderstorm) and the results of these distributions are compared to fitting a single probability distribution to all data regardless of storm type (i.e., co-mingled). Distributions fitted to data separated by storm type and co-mingled data will also be compared to a derived (i.e., "mixed") probability distribution considering multiple storm types independently. This paper will analyze two extreme value distributions (e.g., Gumbel, generalized Pareto). It is shown that mixed probability distribution, on average, is a more conservative measure for extreme wind speed estimation. Using a mixed distribution is especially conservative in situations where a given wind speed value for either storm type has a similar probability of occurrence, and/or when a less frequent storm type produces the highest overall wind speeds. U.S. areas prone to multiple non-tropical cyclone wind hazards are identified.
He, Yinghou;Li, Qiusheng;Chan, Pakwai;Zhang, Li;Yang, Honglong;Li, Lei
Wind and Structures
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제30권6호
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pp.575-595
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2020
The characteristics of winds associated with tropical cyclones are of great significance in many engineering fields. This paper presents an investigation of wind characteristics over a coastal urban terrain based on field measurements collected from multiple cup anemometers and ultrasonic anemometers equipped at 13 height levels on a 356-m-high meteorological tower in Shenzhen during severe Typhoon Hato. Several wind quantities, including wind spectrum, gust factor, turbulence intensity and length scale as well as wind profile, are presented and discussed. Specifically, the probability distributions of fluctuating wind speeds are analyzed in connection with the normal distribution and the generalized extreme value distribution. The von Karman spectral model is found to be suitable to depict the energy distributions of three-dimensionally fluctuating winds. Gust factors, turbulence intensity and length scale are determined and discussed. Moreover, this paper presents the wind profiles measured during the typhoon, and a comparative study of the vertical distribution of wind speeds from the field measurements and existing empirical models is performed. The influences of the topography features and wind speeds on the wind profiles were investigated based on the field-measured wind records. In general, the empirical models can provide reasonable predictions for the measured wind speed profiles over a typical coastal urban area during a severe typhoon.
Level set method is used for extracting a shape within an image. This method is based on the ideas developed by osher and sethian to model propagating solid/liquid interfaces moving with curvature-dependent speeds. In this paper, we propose the new generalized formulation and stopping function of evolution for more accurate extraction of shape. Our method shows good results in some cases compared with the conventional ones.
The main purpose of this study is to derive a regression equation that predicts the individual differences in activity energy expenditure (AEE) using accelerometer during different types of activity. Two subject groups were recruited separately in time: One is a homogeneous group of 94 healthy young adults with age ranged from $20\sim35$ yrs. The other subject group has a broad spectrum of physical characteristics in terms of age and fat ratio. 226 adolescents and adults of age ranged from $12\sim57$ yrs and fat ratio from $4.1\sim39.7%$ were in the second group. The wireless 3-axis accelerometers were developed and carefully fixed at the waist belt level. Simultaneously the total calorie expenditure was measured by gas analyzer. Each subject performed walking and running at speeds of 1.5, 3.0, 4.5, 6.0, 6.5, 7.5, and 8.5 km/hr. A generalized sensor-independent regression equation for AEE was derived. The regression equation was developed fur walking and running. The regression coefficients were predicted as functions of physical factors-age, gender, height, and weight with multivariable regression analysis. The generalized calorie estimation equation predicts AEE with correlation coefficient of 0.96 and the average accuracy of the accumulated calorie was $89.6{\pm}7.9%$.
The accurate estimation of the buffeting response of a bridge pylon is related to the quality of the bridge construction. To evaluate the influence of wind field characteristics on the buffeting response of a pylon in a trumpet-shaped mountain pass, this paper deduced a multimodal coupled buffeting frequency domain calculation method for a variable-section bridge tower under the twisted wind profile condition based on quasi-steady theory. Through the long-term measurement of the wind field of the trumpet-shaped mountain pass, the wind characteristics were studied systematically. The effects of the wind characteristics, wind yaw angles, mean wind speeds, and wind profiles on the buffeting response were discussed. The results show that the mean wind characteristics are affected by the terrain and that the wind profile is severely twisted. The optimal fit distribution of the monthly and annual maximum wind speeds is the log-logistic distribution, and the generalized extreme value I distribution may underestimate the return wind speed. The design wind characteristics will overestimate the buffeting response of the pylon. The buffeting response of the pylon is obviously affected by the wind yaw angle and mean wind speed. To accurately estimate the buffeting response of the pylon in an actual construction, it is necessary to consider the twisted effect of the wind profile.
변환영역 적응필터는 시간영역 적응필터보다 일반직으로 수렴속도가 빠르지만 필터의 차수가 증가함에 따라 계산량이 크게 증가한다. 이러한 문제점은 변환영역 적응필터를 서브밴드 분해구조로 변경함으로써 해결할 수 있다. 이 논문에서는 일반화된 서브밴드 분해 FIR 적응 필터의 수렴속도 향상을 위해 웨이블릿 변환영역에서 다이아딕 희소인자 서브필터를 가지는 일반화된 서브밴드 분해 FTR 적응 필터의 구조를 설계하였다. 그리고 이 적응필터에서 변환영역의 일반화된 등가입력을 유도하고 이 입력을 이용하여 LMS 일고리듬에 대한 수렴특성을 해석 및 평가하였다. 이 서브밴드 FIR 적응필터를 이용하여 역 모델링 시스템과 주기성 잡음제거기를 구성하고 LMS 알고리듬 대한 이 시스템들의 수련속도를 이산푸리에 변환을 이용한 서브밴드 적응필터의 것과 컴퓨터 모의실험으로 비교하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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