• 제목/요약/키워드: Iterative Solution

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왈쉬 급수를 이용한 새로운 PWM 인버터의 구현 (Realization of a New PWM Inverter Using Walsh Series)

  • 조준익;전병실
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제27권10호
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    • pp.124-129
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    • 1990
  • PWM 인버터에서 임의로 선택한 5,7,11차 고조파를 제거할 때, 후리에 급수를 이용하여 비선형 연립방식을 선형 연립방정식으로 바꾸어 점호각을 분석하던 기존의 방법으로부터 새로운 방법을 구현하였다. 후리에 급수를 이용하여 기억소자에 점호각을 look-up 표로 기억시키거나, 또는 점호각 계산 프로그램을 반복 수행하여 점호시각에 트리거하던 기존의 방법으로는 실시간 제어가 곤란하였다. 본 논문에서는 제안된 왈쉬 급수를 이용하여 점호각을 계산하고 하드웨어로 구성하여 입력되는 클럭 주파수만 가변하면, 즉시로 가변된 주파수가 출력되므로 실시간 제어가 가능함을 밝혔다. 또한 Ordered orthogonal 함수를 이용하여 단상회로와 동일한 하드웨어 구성으로 3장 출력이 가능함을 실험을 통하여 확인하였다.

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다중격자 준선형 근사 및 반복적 전자탐사 구조보정법에 기초한 해양 인공송신 전자탐사 자료의 빠른 수치해석 기법 (Fast numerical methods for marine controlled-source electromagnetic (EM) survey data based on multigrid quasi-linear approximation and iterative EM migration)

  • 상전장
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제11권1호
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    • pp.60-67
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    • 2008
  • 이 논문에서 우리는 해저용 수신기들과 이동하는 전기적 양극송신기의 한 조로 이루어진 전형적인 해양 인공송신 전자탐사 (MCSEM) 방법에 의해 얻어진 자료 해석에 전자탐사 구조보정법의 적용을 다룬다. 이 연구에서와 같이 다중 송신기와 다중 수신기를 이용해 획득된 자료는 방대한 컴퓨터 계산을 요하기 때문에 MCSEM자료의 3차원적 해석은 매우 도전적인 문제이다. 이와 동시에, 우리는 조밀하게 송신 및 수신기를 위치 시켜야 하는 이 MCSEM시스템은 구조보정법의 적용에 아주 적합하다는 것을 보여줄 것이다. 구조보정장 계산의 속도를 증가시키기 위해 우리는 직접 개발한 다중격자 준선형 (MGQL) 근사법에 기초한 적분방정식 해의 빠른 형태를 적용시켰다. 이 논문에서 공식화된 구조보정 영상 원리는 전형적인 해저 석유 저류층 모델에 적용되어 시험 되었다.

Geolocation Spectrum Database Assisted Optimal Power Allocation: Device-to-Device Communications in TV White Space

  • Xue, Zhen;Shen, Liang;Ding, Guoru;Wu, Qihui
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제9권12호
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    • pp.4835-4855
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    • 2015
  • TV white space (TVWS) is showing promise to become the first widespread practical application of cognitive technology. In fact, regulators worldwide are beginning to allow access to the TV band for secondary users, on the provision that they access the geolocation database. Device-to-device (D2D) can improve the spectrum efficiency, but large-scale D2D communications that underlie TVWS may generate undesirable interference to TV receivers and cause severe mutual interference. In this paper, we use an established geolocation database to investigate the power allocation problem, in order to maximize the total sum throughput of D2D links in TVWS while guaranteeing the quality-of-service (QoS) requirement for both D2D links and TV receivers. Firstly, we formulate an optimization problem based on the system model, which is nonconvex and intractable. Secondly, we use an effective approach to convert the original problem into a series of convex problems and we solve these problems using interior point methods that have polynomial computational complexity. Additionally, we propose an iterative algorithm based on the barrier method to locate the optimal solution. Simulation results show that the proposed algorithm has strong performance with high approximation accuracy for both small and large dimensional problems, and it is superior to both the active set algorithm and genetic algorithm.

불포화지반에 대한 열-수리-역학 거동의 수식화 (Formulation of Fully Coupled THM Behavior in Unsaturated Soil)

  • 신호성
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제27권3호
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    • pp.75-83
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    • 2011
  • 일반적인 불포화지반의 거동뿐만 아니라, 열과 관련된 분야, 지반환경 분야 등 다양한 분야에서 불포화 다공질 재료의 열적-수리적-역학적으로 결합된 문제들이 대두되면서 이러한 문제들을 해석하기 위한 수치도구 개발의 필요성이 대두되고 있다. 본 논문에서는 거시적 접근법(macroscopic approach)에 근거하여 불포화지반에 대한 열-수리-역학거동의 수식화를 하였다. 흙, 물, 공기에 대한 질량보존의 법칙, 에너지 보존법칙, 그리고 하중평형 조건식으로부터 결합된(coupled) 4개의 지배방정식을 유도하였다. Galerkin 간략화와 시간적분으로부터 주 변수인 변위(u), 가스압($P_g$), 유체압($P_1$), 온도(T)를 Newton의 반복과정을 이용하여 구하는 유한요소 프로그램(FEM)을 작성하였다. 개발된 프로그램을 이용하여 다공질재료에서 2상 흐름 문제 중 일차원 배수실험(u-$P_g-P_1$), 온도 압밀(u-$P_1$-T), 그리고 지표면 온도변화에 의한 말뚝의 주변지반에 대한 영향(u-$P_1$-T)에 대하여 수치해석을 수행하고 논의하였다.

비압축성 점성유동의 와도와 압력 경계조건 (On the Vorticity and Pressure Boundary Conditions for Viscous Incompressible Flows)

  • 서정천
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 1998년도 춘계 학술대회논문집
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    • pp.15-28
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    • 1998
  • As an alternative for solving the incompressible Navier-Stokes equations, we present a vorticity-based integro-differential formulation for vorticity, velocity and pressure variables. One of the most difficult problems encountered in the vorticity-based methods is the introduction of the proper value-value of vorticity or vorticity flux at the solid surface. A practical computational technique toward solving this problem is presented in connection with the coupling between the vorticity and the pressure boundary conditions. Numerical schemes based on an iterative procedure are employed to solve the governing equations with the boundary conditions for the three variables. A finite volume method is implemented to integrate the vorticity transport equation with the dynamic vorticity boundary condition . The velocity field is obtained by using the Biot-Savart integral derived from the mathematical vector identity. Green's scalar identity is used to solve the total pressure in an integral approach similar to the surface panel methods which have been well-established for potential flow analysis. The calculated results with the present mettled for two test problems are compared with data from the literature in order for its validation. The first test problem is one for the two-dimensional square cavity flow driven by shear on the top lid. Two cases are considered here: (i) one driven both by the specified non-uniform shear on the top lid and by the specified body forces acting through the cavity region, for which we find the exact solution, and (ii) one of the classical type (i.e., driven only by uniform shear). Secondly, the present mettled is applied to deal with the early development of the flow around an impulsively started circular cylinder.

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HLA 패더레이트 개발을 위한 ROM 프레임워크 설계 및 구현 (A Design and Implementation of ROM Framework for Developing HLA Federate)

  • 김대석;배종환;류재철
    • 정보처리학회논문지D
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    • 제9D권6호
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    • pp.1137-1144
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    • 2002
  • 패더레이션의 개선 가능성은 구성된 멤버 패더레이트들에게 유연성과 적응성을 요구하게 된다. 더욱이 비 연동화 모델을 HLA(High Level Architecture) 패더레이트로 개발하고 이를 가변적인 특성 패더레이션에 연동되도록 하기 위해서는 더 많은 시간과 노력이 요구된다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하는 방법으로 ROM(RTI Object Model) 프레임워크를 설계하고 구현하는 방법을 제시하였다. ROM은 RTI(Run-Time Infrastructure) 프로그래밍과 패더레이트 시뮬레이션 프로그래밍을 완벽하게 분리시킴으로써 가변성 있는 FOM을 지원할 수 있는 HLA 패더레이트 개발을 비용과 생산성 측면에서 획기적인 효율을 제공하게 되었다. 즉 ROM은 RTI와 패더레이트 사이에 RTI 서비스를 관리하는 관리 계층과 실제로 객체 및 강호작용을 갱신 또는 반영하는 Foundation Class 계층을 두어 패더레이트 개발자들에게 보다 일반화된 HLA 서비스 사용환경을 제공해주고 동시에 반복적이고 하위수준의 RTI 프로그래밍을 자동화 할 수 있게 하였다.

정칙화 구속 변수를 사용한 Steepest-Descent 영상 복원 (A Steepest-Descent Image Restoration with a Regularization Parameter)

  • 홍성용;이태홍
    • 한국통신학회논문지
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    • 제19권9호
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    • pp.1759-1771
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    • 1994
  • 잡음이 섞인 흐려진 영상을 복원하기 위해 정칙화 구속조건을 사용한 steepest-descent 영상복원방법을 제시하였다. Beimond 등에 의해 제시되어진 기존의 정착화방법의 경우 복원과정에서 발생가능한 잡음의 증폭과 악조건이나 특이점등에 의해 발생하는 오차를 억제하기 위해 사용하는 정칙화변수의 값을 실험적으로 설정하여 영상의 복원에 적용함으로써 잡음의 증폭과 파문현상 등을 초래하는 등 복원효과가 줄어드는 단점을 나타낸다. 본 방법은 복원영상의 각화소값으로부터 적응적으로 구속조건의 값을 구하여 훼손된 영상의 복원에 적용함으로써 잡음의 증폭을 억제하고 파문현상을 줄일 수 있는 장점을 갖는다. 또 복원결과가 원래의 해와 근사하거나 발산할 경우 자동적으로 반목을 멈추는 종료규칙을 제시하였다. 실험결과를 통하여 'Lena' 영상과 'Jaguar' 영상을 원영상으로 사용하였을 경우 제시된 방법은 평편한 영역에서의 잡음의 증폭이 억제되었을뿐 아니라 파문현상도 줄어들었는데, 이것은 우리의 사각이 갖는 평면에서의 잡음의 가시도에 의해 시각적인 효과가 개선되었음을 알 수 있고, 영상의 전반적인 평균자승오차도 Biemond 등에 의한 방법을 각각 216과 467인데 비하여 본 논문에서 제시된 방법의 경우 각각 196과 453으로서 더욱 낮은 평균자승오차를 얻을 수 있었다.

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Game Theoretic Approach for Joint Resource Allocation in Spectrum Sharing Femtocell Networks

  • Ahmad, Ishtiaq;Liu, Shang;Feng, Zhiyong;Zhang, Qixun;Zhang, Ping
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제16권6호
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    • pp.627-638
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    • 2014
  • In this paper, we study the joint price and power allocation in spectrum sharing macro-femtocell networks. The proposed game theoretic framework is based on bi-level Stackelberg game where macro base station (MBS) works as a leader and underlaid femto base stations (FBSs) work as followers. MBS has fixed data rate and imposes interference price on FBSs for maintaining its data rate and earns revenue while FBSs jointly adjust their power for maximizing their data rates and utility functions. Since the interference from FBSs to macro user equipment is kept under a given threshold and FBSs compete against each other for power allocation, there is a need to determine a power allocation strategy which converges to Stackelberg equilibrium. We consider two cases for MBS power allocation, i.e., fixed and dynamic power. MBS can adjust its power in case of dynamic power allocation according to its minimum data rate requirement and number of FBSs willing to share the spectrum. For both cases we consider uniform and non-uniform pricing where MBS charges same price to all FBSs for uniform pricing and different price to each FBS for non-uniform pricing according to its induced interference. We obtain unique closed form solution for each case if the co-interference at FBSs is assumed fixed. And an iterative algorithm which converges rapidly is also proposed to take into account the effect of co-tier interference on interference price and power allocation strategy. The results are explained with numerical simulation examples which validate the effectiveness of our proposed solutions.

Concept Optimization for Mechanical Product Using Genetic Algorithm

  • Huang Hong Zhong;Bo Rui Feng;Fan Xiang Feng
    • Journal of Mechanical Science and Technology
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    • 제19권5호
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    • pp.1072-1079
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    • 2005
  • Conceptual design is the first step in the overall process of product design. Its intrinsic uncertainty, imprecision, and lack of information lead to the fact that current conceptual design activities in engineering have not been computerized and very few CAD systems are available to support conceptual design. In most of the current intelligent design systems, approach of principle synthesis, such as morphology matrix, bond graphic, or design catalogues, is usually adopted to deal with the concept generation, in which optional concepts are generally combined and enumerated through function analysis. However, as a large number of concepts are generated, it is difficult to evaluate and optimize these design candidates using regular algorithm. It is necessary to develop a new approach or a tool to solve the concept generation. Generally speaking, concept generation is a problem of concept synthesis. In substance, this process of developing design candidate is a combinatorial optimization process, viz., the process of concept generation can be regarded as a solution for a state-place composed of multi-concepts. In this paper, genetic algorithm is utilized as a feasible tool to solve the problem of combinatorial optimization in concept generation, in which the encoding method of morphology matrix based on function analysis is applied, and a sequence of optimal concepts are generated through the search and iterative process which is controlled by genetic operators, including selection, crossover, mutation, and reproduction in GA. Several crucial problems on GA are discussed in this paper, such as the calculation of fitness value and the criteria for heredity termination, which have a heavy effect on selection of better concepts. The feasibility and intellectualization of the proposed approach are demonstrated with an engineering case. In this work concept generation is implemented using GA, which can facilitate not only generating several better concepts, but also selecting the best concept. Thus optimal concepts can be conveniently developed and design efficiency can be greatly improved.

Development of an Engineering Education Framework for Aerodynamic Shape Optimization

  • Kwon, Hyung-Il;Kim, Saji;Lee, Hakjin;Ryu, Minseok;Kim, Taehee;Choi, Seongim
    • International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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    • 제14권4호
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    • pp.297-309
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    • 2013
  • Design optimization is a mathematical process to find an optimal solution through the use of formal optimization algorithms. Design plays a vital role in the engineering field; therefore, using design tools in education and research is becoming more and more important. Recently, numerical design optimization in fluid mechanics, which uses computational fluid dynamics (CFD), has numerous applications in the engineering field, because of the rapid development of high-performance computing resources. However, it is difficult to find design optimization software and contents for educational purposes in aerospace engineering. In the present study, we have developed an aerodynamic design framework specifically for an airfoil, based on the EDucation-research Integration through Simulation On the Net (EDISON) portal. The airfoil design framework is composed of three subparts: a geometry kernel, CFD flow analysis, and an optimization algorithm. Through a seamless interface among the subparts, an iterative design process is conducted. In addition, the CFD flow analysis and the design framework are provided through a web-based portal system, while the computation is taken care of by a supercomputing facility. In addition to the software development, educational contents are developed for lectures associated with design optimization in aerospace and mechanical engineering education programs. The software and content developed in this study is expected to be used as a tool for e-learning material, for education and research in universities.