• 제목/요약/키워드: Interpolation function

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2 층열차 차체의 meta model 기반 최적설계 (Meta Model-Based Desgin Optimization of Double-Deck Train Carbody)

  • 황원주;정재준;이태희;김형진
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.387-392
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    • 2005
  • Double-deck train have studied in the next generation train in KRRI. Double-deck train have more seat capacities compared with single deck vehicles and is a efficient, reliable and comfortable alternative train. Because of heavy weight, weight minimization of double-deck train carbody is imperative to reduce cost and extend life-time of train. Weight minimization problem of the double-deck train car-body is required to decide 66 design variables of thicknesses for large aluminum extruded panel while satisfying stress constraints. Design variables are too many and one execution of structural analysis of double-deck train carbody is time-consuming. Therefore, we adopt approximation technique to save computational cost of optimization process. Metamodels such as response surface model (RSM) and kriging model are used to approximate model-based optimization is described. RSM is easy to obtain and expressed explicit function, but this is not suitable for highly nonlinear and large scaled problems. Kriging model employs an interpolation scheme and is developed in the fields of spatial statistics and geostatistics. Target of this design is to find optimum thickness of AEP to minimize weight of doulbe-deck train carbody. In this study, meta model techniques are introduced to carry out weight minimization of a double-deck train car-body.

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운동자계 문제의 해석을 위한 유한요소법에 관한 연구 (The Study of Finite Element Method for Analyses of Travelling Magnetic Field Problem)

  • 장호성
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제19권4호
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    • pp.108-116
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    • 2005
  • 1계 미분항이 포함되는 미분방정식의 수치해를 구하고자 할 때 중앙차분을 사용한 유한차분법이나 Galerkin법을 사용한 유한요소법은 그 해가 매우 불안하여 요소분할을 세밀하게 하여야만 해를 얻을 수 있다. 이러한 해의 불안 정성이 일어나는 이유는 대류항의 크기가 커질수록 후류에서의 경계조건이 해의 급격한 변화를 요구하는데 수치해가 급격한 변화에 적응하지 못하기 때문이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 1970년대부터 upwind법이 개발되어 왔다. 본 논문은 1계 미분항이 표현되는 속도기전력이 발생하는 전자계 문제를 유한요소법을 이용하여 해석할 때 발생하는 해의 진동 문제를 해결하기 위해 Heinrich에 의해 제안된 upwind법을 적용하였다.

IEC 61131-3 국제표준언어 기반 임베디드 모션제어기의 개발 (Development of an Embedded Motion Controller based on the IEC 61131-3 International Standard Language)

  • 김원호
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제10권12호
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    • pp.3574-3580
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    • 2009
  • 본 논문에서는 IEC 61131-3 국제표준언어에 근거한 PLC 프로그래밍 개발환경을 지원해 주는 임베디드 모션 제어기를 개발하였다. 이 모션제어기에는 모션시스템 개발자가 PC 개발환경은 물론, PLC 개발환경에서도 손쉽게 모션제어 프로그래밍이 가능하도록 IEC 61131-3 개발 도구인 CoDeSys가 탑재되었으며, 직선 및 원호보간 제어와 같은 다양한 모션제어 함수들이 PLCopen 표준에 부합되는 모션 펑션블록으로 구현되었다. 또한 실시간 운영체제하에서 이더넷 기반 원격제어 및 모션 프로그래머를 위한 모션 시뮬레이터가 구현되었다.

복합적층 및 샌드위치판 전단변형함수에 관한 상호비교연구 (Comparison of Various Shear Deformation Functions for Laminated Composite/Sandwich Plates)

  • 박원태;장석윤;천경식
    • 복합신소재구조학회 논문집
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    • 제1권3호
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    • pp.1-9
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    • 2010
  • 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.

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전기-기계 결합 하중을 받는 압전 세라믹 다층 작동기의 무요소 해석 (Analysis of Piezoelectric Ceramic Multi-layer Actuators Based on the Electro-mechanical Coupled Meshless Method)

  • 김현철;;김원석;;이정주
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제15권2호
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    • pp.101-108
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    • 2007
  • This paper presents an efficient meshless method for analyzing cracked piezoelectric structures subjected to mechanical and electrical loading. The method employs an element free Galerkin (EFG) formulation and an enriched basic function as well as special shape functions that contain discontinuous derivatives. Based on the moving least squares (MLS) interpolation approach, The EFG method is one of the promising methods for dealing with problems involving progressive crack growth. Since the method is meshless and no element connectivity data are needed, the burdensome remeshing procedure required in the conventional finite element method (FEM) is avoided. The numerical results show that the proposed method yields an accurate near-tip stress field in an infinite piezoelectric plate containing an interior hole. Another example is to study a ceramic multilayer actuator. The proposed model was found to be accurate in the simulation of stress and electric field concentrations due to the abrupt end of an internal electrode.

NURB 곡선을 이용한 가스절연 원통형 관로 내에서의 전계 최적화 (Electric Field Optimization using the NURB curve in a Gas-Insulated Switchgear)

  • 한인수;김응식;민석원;이준호;박종근;이태형;박춘수
    • 전기학회논문지
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    • 제58권3호
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    • pp.548-558
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    • 2009
  • This paper attempts to develop an algorithm which optimizes the electric field through the so-called NURB(Non-Uniform Rational B-spline) curve in order to improve the insulation capacity. In particular, the NURB curve is a kind of interpolation curve that can be expressed by a few variables. The electric field of a conductor is computed by Charge Simulation Method(CSM) while that of a spacer by Surface Charge Method(SCM); this mixed calculation method is adopted for the electric field optimization. For calculation of the initial and optimal shapes, the Gauss-Newton method, which is quite easy to formulate and has slightly faster convergence rate than other optimization techniques, was used. The tangential electric field, the total electric field, and the product of the tangential electric field and area (Area Effect) were chosen as the optimization objective function by the average value of electric field for the determined initial shape.

고입사각 압축기 익렬내의 3차원 난류유동에 관한 수치적 연구 (Numerical Study for 3D Turbulent Flow in High Incidence Compressor Cascade)

  • 안병진;정기호;김귀순;임진식;김유일
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2002년도 제18회 학술발표대회 논문초록집
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    • pp.35-40
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    • 2002
  • 2차원, 3차원 비압축성 Navier-Stokes 방정식을 이용하여 DCA 압축기 익렬의 수치해석을 수행하고, 여러 가지 입사각에 대해 실험치와 비교.검토하였다. SIMPLE 알고리즘을 적용한 2차원, 3차원 코드는 대류항의 이산화에 하이브리드 도식을, 진동해를 방지하기 위해 집중격자 기법(PWIM)을 사용하였다. 캐스케이드 유동을 예측하는데 있어서 가장 중요한 요소 중의 하나가 난류모델링이다. 이는 캐스케이드 내의 유동이 역압력구배에 의한 박리와 재부착 등의 복잡한 양상을 보이기 때문이다. 본 연구에서는 계산시간의 효율을 위해 k-$\varepsilon$ 벽법칙 모델을 사용하였다.

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Free vibration analysis of rotating beams with random properties

  • Hosseini, S.A.A.;Khadem, S.E.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제20권3호
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    • pp.293-312
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    • 2005
  • In this paper, free vibration of rotating beam with random properties is studied. The cross-sectional area, elasticity modulus, moment of inertia, shear modulus and density are modeled as random fields and the rotational speed as a random variable. To study uncertainty, stochastic finite element method based on second order perturbation method is applied. To discretize random fields, the three methods of midpoint, interpolation and local average are applied and compared. The effects of rotational speed, setting angle, random property variances, discretization scheme, number of elements, correlation of random fields, correlation function form and correlation length on "Coefficient of Variation" (C.O.V.) of first mode eigenvalue are investigated completely. To determine the significant random properties on the variation of first mode eigenvalue the sensitivity analysis is performed. The results are studied for both Timoshenko and Bernoulli-Euler rotating beam. It is shown that the C.O.V. of first mode eigenvalue of Timoshenko and Bernoulli-Euler rotating beams are approximately identical. Also, compared to uncorrelated random fields, the correlated case has larger C.O.V. value. Another important result is, where correlation length is small, the convergence rate is lower and more number of elements are necessary for convergence of final response.

3차원 스캔 데이터로부터의 인체 팔, 다리 형상 복원 (Human Limbs Modeling from 3D Scan Data)

  • 현대은;윤승현;김명수
    • 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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    • 제8권4호
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    • pp.1-7
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    • 2002
  • 본 논문에서는 3차원 인체 형상 스캔 데이터로부터 팔, 다리형상을 복원하는 방법을 제시한다. 이 방법에서는 팔, 다리 스캔 데이터의 대략적인 형상을 나타내는 기반 곡면과 자세한 세부 현상을 나타내는 displacement 맵의 이중구조로 형상을 복원한다. 팔, 다리 부분의 스캔 데이터 형상은 골격을 따라 스윕하는 타원체로 근사되며, 이 타원체 스윕을 부드럽게 감싸는 envelope 곡면으로 기반 곡면을 생성한다. 타원체 스윕의 envelope 곡면은 빠른 계산을 위해 골격을 따라 추출되는 타원의 스윕 곡면으로 근사된다. 기반 곡면에 대한 스캔 데이터 점들의 displacement는 각 단면 타원으로의 매핑을 통해 스칼라 값으로 구해지며, 다단계 스플라인 함수를 이용하여 매개화된 displacement 맵을 구성한다. 이 과정에서 복원된 형상 위의 점들은 해당하는 타원체 상으로 매핑된다. 본 방법을 통하여 팔, 다리의 간결한 형상 표현을 추출할 수 있으며, 매핑된 타원체를 이용하여 형상을 빠르고 사실적으로 변형할 수 있다.

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근접 화소들의 방향성을 이용한 디모자이킹 알고리듬 (Demosaicing Algorithm Using Directional Neighboring Pixels)

  • 김희창;정제창
    • 방송공학회논문지
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    • 제14권6호
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    • pp.742-748
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    • 2009
  • 대부분의 상업적 디지털카메라들은 가격과 크기를 줄이기 위해서 Color Filter Array (CFA)를 사용한다. CFA를 통과한 이미지는 픽셀 당 오직 단일 칼라정보만 가지고 있기 때문에, 정보를 잃어버린 나머지 2개의 색 정보를 얻기 위해서 보간을 해야하는데 이 과정을 디모자이킹 (Demosaicing) 이라고 부른다. 수 많은 디모자이킹 알고리듬 방법들이 제안되어 왔음에도 불구하고, 여전히 무지개 형태의 에러 (rainbow artifact) 와 지퍼 모양의 에러 (zippering artifact) 의 문제를 가지고 있다. 본 논문에서는 향상된 가중치 함수를 이용하여 주변 픽셀값들의 경향성을 이용한 디모자이킹 알고리듬 방법을 제안한다. 실험결과, 우리가 제안한 알고리듬은 주관적 화질뿐만 아니라 객관적 화질에서도 기존의 방법들보다 뛰어다나는 것을 보여준다.