Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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v.12
no.10
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pp.40-49
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1995
This paper presents the performance and problems in analysis method and testing system of Electronic Speckle Pattern Interferometry (ESPI) method, in measuring two - dimensional in-plane displacement. The anyalysis result of measurement by ESPE is quite comparable to that tof measurement by strain gauge method. This implies that the method of ESPE is a very effective tool in non-contact two-dimensional in-plane strain analysis. But there is a controversal point, measurment error. This error is discussed to be affected not by ESPE method itself, but by its analysis scheme of the interference fringe, where the first-order interpolation has been applied to the points of strain measured. In this case, it is turned out that the more errors would be occurred in the large interval of fringe. And so this paper describes a computer method for drawing when the height is available only for some arbitrary collection of points. The method is based on a distance-weighted, last- squares approximation technique with the weight varying with the distance of the data points.
Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
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v.12
no.2
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pp.219-226
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1994
When a route is planned, the distance of route and earthwork volume have an important role as an economic factor. In this paper, an investigation is made on the selection of optimum route with respect to two factors above mentioned. For this investigation, a numerical test is also executed to two different types of terrain, i.e. terrain with constant slope and no undulation and terrain with slope and undulation. The results show that the shortest route is determined by the degree of undulation with no relation to the slope of topographic model, and the earthwork volume is affected by the amount of undulation and interpolation function.
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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v.7
no.1
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pp.13-26
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2006
When the stagnation temperature of a perfect gas increases, the specific heat for constant pressure and ratio of the specefic heats do not remain constant any more and start to vary with this temperature. The gas remains perfect: its state equation remains always valid, with exception that it will be named by calorically imperfect gas. The aim of this research is to develop the relations of the necessary thermodynamics and geometrical ratios. and to study the supersonic flow at high temperature. lower than the threshold of dissociation. The results are found by the resolution of nonlinear algebraic equations and integration of complex analytical functions where the exact calculation is impossible. The dichotomy method is used to solve the nonlinear equation. and the Simpson algorithm for the numerical integration of the found integrals. A condensation of the nodes is used. Since. the functions to be integrated have a high gradient at the extremity of the interval of integration. The comparison is made with the calorifcally perfect gas to determine the error made by this last. The application is made for the air in a supersonic nozzle.
Degradation of reinforced concrete (RC) structures due to chloride penetration followed by reinforcement corrosion has been a serious problem in civil engineering for many years. The numerical simulation methods at present are mainly finite element method (FEM) and finite difference method (FDM), which are based on mesh. Mesh generation in engineering takes a long time. In the present article, the numerical solution of chloride transport in concrete is analyzed using radial point interpolation method (RPIM) and element-free Galerkin (EFG). They are all meshless methods. RPIM utilizes radial polynomial basis, whereas EFG uses the moving least-square approximation. A Galerkin weak form on global is used to attain the discrete equation, and four different numerical examples are presented. MQ function and appropriate parameters have been proposed in RPIM. Numerical simulation results are compared with those obtained from the finite element method (FEM) and analytical solutions. Two case of chloride transport in full saturated and unsaturated concrete are analyzed to test the practical applicability and performance of the RPIM and EFG. A good agreement is obtained among RPIM, EFG, and the experimental data. It indicates that RPIM and EFG are reliable meshless methods for prediction of chloride concentration in concrete structures.
International Journal of Control, Automation, and Systems
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v.4
no.3
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pp.382-393
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2006
Mechanical system dynamics plays an important role in the area of computational structural biology. Elastic network models (ENMs) for macromolecules (e.g., polymers, proteins, and nucleic acids such as DNA and RNA) have been developed to understand the relationship between their structure and biological function. For example. a protein, which is basically a folded polypeptide chain, can be simply modeled as a mass-spring system from the mechanical viewpoint. Since the conformational flexibility of a protein is dominantly subject to its chemical bond interactions (e.g., covalent bonds, salt bridges, and hydrogen bonds), these constraints can be modeled as linear spring connections between spatially proximal representatives in a variety of coarse-grained ENMs. Coarse-graining approaches enable one to simulate harmonic and anharmonic motions of large macromolecules in a PC, while all-atom based molecular dynamics (MD) simulation has been conventionally performed with an aid of supercomputer. A harmonic analysis of a macroscopic mechanical system, called normal mode analysis, has been adopted to analyze thermal fluctuations of a microscopic biological system around its equilibrium state. Furthermore, a structure-based system optimization, called elastic network interpolation, has been developed to predict nonlinear transition (or folding) pathways between two different functional states of a same macromolecule. The good agreement of simulation and experiment allows the employment of coarse-grained ENMs as a versatile tool for the study of macromolecular dynamics.
Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
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v.24
no.4
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pp.19-36
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1987
In this research the coupling problem between the elastic structure and the fluid, specially the hydroelastic harmonic vibration problem, is studied. In order to couple the domains, i.e., the structural domain and the fluid domain, the boundary integral method(direct boundary integral formulation) is used in the fluid domain in combination with the finite element method for the structure. The boundary integral method has been widely developed to apply it to the hydroelastic vibration problem. The hybrid boundary integral method using eigenfunctions on the radiation boundaries and the boundary integral method using the series form image-functions to replace the even bottom and free surface boundaries in case of high frequencies have been developed and tested. According to the boundary conditions and the frequency ranges the different boundary integral methods with the different idealizations of the fluid boundaries have been studied. Using the same interpolation functions for the pressure distribution and the displacement the two domains have been coupled and using Hamilton principle the solution of the hydroelastic have been obtained through the direct minimizing process. It has become evident that the finite-boundary element method combining with the eigenfunction or the image-function method give good results in comparison with the experimental ones and the other numerical results by the finite element method.
Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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2005.05a
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pp.43-46
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2005
Micro molding technology is a promising mass production technology for polymer based microstructures. Mass production technologies such as the micro injection/compression molding, hot embossing, and micro reaction molding are already in use. In the present study, we have developed a numerical analysis system to simulate three-dimensional non-isothermal cavity filling for hot embossing, with a special emphasis on the free surface capturing. Precise free surface capturing has been successfully accomplished with the level set method, which is solved by means of the Runge-Kutta discontinuous Galerkin (RKDG) method. The RKDG method turns out to be excellent from the viewpoint of both numerical stability and accuracy of volume conservation. The Stokes equations are solved by the stabilized finite element method using the equal order tri-linear interpolation function. To prevent possible numerical oscillation in temperature Held we employ the streamline upwind Petrov-Galerkin (SUPG) method. With the developed code we investigated the detailed change of free surface shape in time during the mold filling. In the filling simulation of a simple rectangular cavity with repeating protruded parts, we find out that filling patterns are significantly influenced by the geometric characteristics such as the thickness of base plate and the aspect ratio and pitch of repeating microstructures. The numerical analysis system enables us to understand the basic flow and material deformation taking place during the cavity filling stage in microstructure fabrications.
Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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v.18
no.11
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pp.1118-1127
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2008
The position and size of holes in the partition of a double cavity are known to strongly affect the eigenfrequency of the longitudinal eigenmodes of the double cavity. To maximize or minimize the eigenfrequency of the hole-partitioned double cavity, two acoustical topology optimization problems are formulated and solved. While two sub-cavities are filled with air, a partition between them is assumed to consist of sub-partitions of variable acoustical properties. One design variable is assigned to each sub-partition, whose material properties are interpolated as those of an intermediate material between air and a rigid body. The penalty parameter of the used interpolation function is adjusted to obtain a distinct air and rigid body distribution at the converged stage in each acoustical topology optimization problem. A special attention is paid to the selection of initial values of design variables to obtain solutions as close to global optimum and symmetric as possible. To show numerical characteristics of these optimization problems, the formulated problems are first solved for the one-dimensional partition design domain and then for the two-dimensional partition design domain.
The optimum design of structures with frequency constraints is of great importance in the aeronautical industry. In order to avoid severe vibration, it is necessary to shift the fundamental frequency of the structure away from the frequency range of the dynamic loading. This paper develops a novel topology optimisation method for optimising the fundamental frequencies of structures. The finite element dynamic eigenvalue problem is solved to derive the sensitivity function used for the optimisation criteria. An alternative material interpolation scheme is developed and applied to the optimisation problem. A novel level-set criteria and updating routine for the weighting factors is presented to determine the optimal topology. The optimisation algorithm is applied to a simple two-dimensional plane stress plate to verify the method. Optimisation for maximising a chosen frequency and maximising the gap between two frequencies are presented. This has the application of stiffness maximisation and flutter suppression. The results of the optimisation algorithm are compared with the state of the art in frequency topology optimisation. Test cases have shown that the algorithm produces similar topologies to the state of the art, verifying that the novel technique is suitable for frequency optimisation.
In this paper, we present and analyze a fully discrete numerical method for solving the time-fractional diffusion wave equation: ∂βtu - div(a∇u) = f, 1 < β < 2. We first construct a difference formula to approximate ∂βtu by using an interpolation of derivative type. The truncation error of this formula is of O(△t2+δ-β)-order if function u(t) ∈ C2,δ[0, T] where 0 ≤ δ ≤ 1 is the Hölder continuity index. This error order can come up to O(△t3-β) if u(t) ∈ C3 [0, T]. Then, in combinination with the linear finite volume discretization on spatial domain, we give a fully discrete scheme for the fractional wave equation. We prove that the fully discrete scheme is unconditionally stable and the discrete solution admits the optimal error estimates in the H1-norm and L2-norm, respectively. Numerical examples are provided to verify the effectiveness of the proposed numerical method.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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