인터체인지나 램프시설과 같은 구조물은 일정한 나선기울기를 갖는 나선형 곡선부재로 이상화시킬 수 있다. 이러한 나선형 곡선부재의 정적 및 자유진동 해석을 하기 위해 7차 hermite 형상함수를 이용한 유한요소 모델을 제시하였다. 다른 유한요소를 이용한 기존연구결과와 비교하여 나선형 유한요소는 적은수의 유한 요소로서, 보다 더 정확한 결과를 보였으며 직선 부재, 원형곡선 부재등에도 적용할 수 있음을 보였다.
In this paper we present an error bound for cubic spline approximation of conic section curve. We compare it to the error bound proposed by Floater [1]. The error estimating function proposed in this paper is sharper than Floater's at the mid-point of parameter, which means the overall error bound is sharper than Floater's if the estimating function has the maximum at the midpoint.
We characterize the best geometric conic approximation to regular plane curve and verify its uniqueness. Our characterization for the best geometric conic approximation can be applied to degree reduction, offset curve approximation or convolution curve approximation which are very frequently occurred in CAGD (Computer Aided Geometric Design). We also present the numerical results for these applications.
The dispersion of Lagrangian fluid particles in a turbulent channel flow is studied by a direct numerical simulation. Four points Hermite interpolation in the homogeneous direction and Chebyshev polynomials in the inhomogeneous direction is adopted by assesing the acceleration of fluid particles. In order to characterize the inhomogeneous Lagrangian statistics, accurate single particle Lagrangian statistics are obtained along the wall normal direction. Integral time scales of Lagrangian velocity can be normalized by Eulerian mean shear stresses.
Various Eulerian-Lagerangian numerical models for the one-dimensional longtudinal dispersion equation are studied comparatively. In the models studied, the transport equation is decoupled into two component parts by the operator-splitting approach ; one part governing advection and the other dispersion. The advection equation has been solved using the method of characteristics following flud particles along the characteristic line and the result are interpolated onto an Eulerian grid on which the dispersion equation is solved by Crank-Nicholson type finite difference method. In solving the advection equation, various interpolation schemes are tested. Among those, Hermite interpo;ation po;ynomials are superor to Lagrange interpolation polynomials in reducing both dissipation and dispersion errors.
본 연구에서는 Lagrangian 및 Hermite 보간함수를 혼합정식화한 유한요소법과 다양한 전단변형함수로 등방성, 대칭 적층 및 샌드위치판 모델을 제시하였다. 제시된 전단변형이론은 판의 상하면에서 전단응력이 0이 되는 다항식, 삼각함수, 쌍곡삼각함수 및 지수함수로 구성되어 있다. 모든 전단변형함수는 해석해, 정해 및 기발표된 유한요소 결과치와 비교하였으며, 합리적인 정확도를 갖는 것으로 예측되었다. 특히, 지수형태의 전단변형함수(Karama et al. 2003; Aydogu 2009)가 적층 및 샌드위치판 해석에 있어서 상대적으로 가장 우수한 결과를 보였다.
This study employs a novel beam-type wavelet finite element model (WFEM) to fulfill an adaptive-scale damage detection strategy in which structural modeling scales are not only spatially varying but also dynamically changed according to actual needs. Dynamical equations of beam structures are derived in the context of WFEM by using the second-generation cubic Hermite multiwavelets as interpolation functions. Based on the concept of modal strain energy, damage in beam structures can be detected in a progressive manner: the suspected region is first identified using a low-scale structural model and the more accurate location and severity of the damage can be estimated using a multi-scale model with local refinement in the suspected region. Although this strategy can be implemented using traditional finite element methods, the multi-scale and localization properties of the WFEM considerably facilitate the adaptive change of modeling scales in a multi-stage process. The numerical examples in this study clearly demonstrate that the proposed damage detection strategy can progressively and efficiently locate and quantify damage with minimal computation effort and a limited number of sensors.
본 연구에서는 먼저 곡률요소에서와 같이 Timoshenko보를 기술하는 모든 변수 들을 평형방정식과 함께 고려할 때 각 변수들에 대한 새로운 해석이 가능함을 보이고 자 한다. 이는 횡변위장을 곡률로 수정함으로써 시작되는데 수정횡변위장을 사용할 경우, 보를 기술하는 모든 변수들이 Euler보의 그것들과 형태상으로 동일하게 나타나 며 수학적으로 볼 때 간결하면서도 새로운 접근 방법을 제시해 준다. 또한 이러한 수정횡변위장을 사용할 경우 순수변위에 기초하고 있는 전통적인 구조요소의 정식화과 정과 같은 과정을 거치게 되는 잇점이 있다. 한편, 직선 보요소의 정식화 과정에는 수정횡변위장의 형상함수로서 전통적인 Hermite 보 요소의 형상함수를 도입하였는데 이는 회전각의 장이 수정횡변위장의 미분치로 주어지기 때문이다.마지막 단계로서, 수정횡변위치가 포함된 절점에서의 변위벡터와 원횡변위치가 포함된 변위벡터 사이에 존재하는 변환행렬을 찾아 내었다.
디지털 전산모사(computer simulation)는 모든 융합기술 분야에서 실험을 통한 이론 정립에 중요한 역할을 담당하고 있으며, 보간법은 격자위에서의 알고 있는 값을 이용하여 모르는 값을 알아내는 방법론이다. 그러므로 보간법의 선택은 디지털 전산모사에서 아주 중요한 문제이다. 본 논문에서는 디지털 전산모사 작업에서 사용되는 6종류의 보간법(Quartic-Lagrangian, Cubic Spline, Fourier, Hermite, PWENO, SL-WENO)의 성능을 비교, 평가한다. 디지털 전산모사의 선형 이류 방정식을 각 방법에 적용함으로써 장단점을 분석하였다. 각 방법론의 성능을 비교하기 위하여, 정확도 계산과 오차 함수를 도입한다. 정확도의 계산은 잘 알고 있는 $L^1-norm$ 계산, 분산 계산, 소멸 오차 그리고 전체적인 오차를 시행한다. 고차의 방법론이 효과적이기는 하나 진동 등 기타의 요인이 발생한다.
본 논문에서는 모니터링 시스템의 데이터 취득과 처리 과정에 있어 데이터를 효율적으로 저장, 복원시킬 수 있는 방법을 제시한다. 타겟 시스템에서 취득된 원시 데이터로부터 보간법을 기반으로 최소의 데이터를 추출한다. 이는 TCP/IP 통신에 의해 모니터링 PC로 전송되어 저장되며, 보간법을 통해 다시 원 신호로 복원된다. 따라서 통신 패킷양이 저감되어 데이터 통신 속도가 향상되며, 데이터 저장 공간을 줄일 수 있어 장시간에 걸쳐 취득되는 데이터를 효율적으로 관리할 수 있는 모니터링 시스템 설계가 가능하다. 제안된 데이터 취득과 복원 알고리즘은 큐빅 헤르미트 보간법에 기반을 둔다. 데이터 처리 방법의 타당성을 검증하기 위해 시뮬레이션 결과를 제시하며, 타 보간법 적용에 의한 결과와 비교하여 우수성을 검증한다. 계통연계형 태양광 발전 인버터의 모니터링 시스템에 적용하여 제안된 방식의 효율성을 실험적으로 검증한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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