Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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v.21
no.4
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pp.203-214
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2017
In this paper we propose and analyze two a posteriori error estimators for the stabilized $P_1/P_1$ finite element discretization of the Stokes equations. These error estimators are computed by solving local Poisson or Stokes problems on elements of the underlying triangulation. We establish their asymptotic exactness with respect to the velocity error under certain conditions on the triangulation and the regularity of the exact solution.
We study the real-analytic continuation of local real-analytic solutions to the Cauchy problems of quasi-linear partial differential equations of first order for a scalar function. By making use of the first integrals of the characteristic vector field and the implicit function theorem we determine the maximal domain of the analytic extension of a local solution as a single-valued function. We present some examples including the scalar conservation laws that admit global first integrals so that our method is applicable.
A service network design model for LTL freight transportation is formulated as a mixed integer Programming Problem with two heuristic solution a1gorithms. The Proposed model derives the transportation Path for each origination-destination pair, taking into account transportation cost over the links and handling costs over the nodes. The first algorithm searches for a local minimum solution from a given initial solution by improving the quality of solution repeatedly while the second a1gorithm searches for a better solution using Simulated Annealing Method. For both solution algorithms, the initial solution is derived by a modified reverse Diikstras shortest Path a1gorithm. An illustrative example, Presented in the last part of the Paper, shows that the proposed algorithms find solutions which reduce the cost by 12% and 15% respectively, compared to the initial solution.
The quantitatively measured local myocardial perfusion rates with microspheres are used as an objective indicator of even distribution of cardioplegic solution, and the efficacy of the retrograde right atrial route of cardioplegia is evaluated in hearts with various levels of coronary arterial obstruction. After initial antegrade cardioplegia under the median sternotomy and aortic cannulation, 60 hearts from anesthetized New Zealand white rabbits are divided in random order as normal group [ligated left main coronary artery ; MA, MR] and diagonal group [ligated proximal diagonal artery ; LA, LR]. Half of each group [N=10] are perfused with antegrade cardioplegia[A] under the pressure of 100 cmH2O and the other half with retrograde right atrial route[R] under the pressure of 60 cmH2O[St. Thomas cardioplegic solution mixed with measured amount of microspheres]. The myocardium is subdivided into segments as A[atria], RV[right ventricle]. S[septum], LV[normally perfused left ventricular free wall], ROI[ischemic myocardium of left ventricular free wall]. LV and RQI are further divided into N[subendocardium] and P[subepicardium]. The resulting local myocardial perfusion rates and N /P of each group are compared with Wilcoxon rank sum test. The weight of the hearts is 5.94$\pm$0.66g, and there are no statistically significant dif-ferences[p>0.05, ANOVA] between six compared group. The mean flow rate[F: ml /g / min] of MR group is comparable with MA group[p>0.05], but in N and L group, there are significantly depressed F with right atrial route of cardioplegia, which means elevated perfusion resistance with this route. In spite of no significant differences in delivered doses of microsphere[DEL] between compared groups[p>0.05, ANOVA], there are significantly depressed REC and NF in hearts with right atrial cardioplegia which suggests increased requirement of cardioplegic solution with this route. The interventricular septum shows poor perfusion with right atrial route of cardioplegia without obstruction of supplying coronary arteries. But, with obstruction of coronary artery supplying septum as in M group, the flow rate is superior with right atrial route of infusion. The left ventricular free wall perfusion rates of every RQI with R route are superior to that of A route[p<0.05]. But, in LV segments, there are unfavorable effects of right atrial cardioplegia in L group, although the subendocardial perfusion is well maintained in N group. The LV free wall of left main group shows depressed perfusion rates with antegrade route as compared with RQI segments of diagonal group. But, by contraries, there are increased perfusion rates and superior N /P ratio with retrograde right atrial route. It implies more effective perfusion with right atrial route of cardioplegia in more proximal coronary arterial obstruction[i.e., M group as compared with L group]. As a conclusion, all region of ischemia have superior perfusion rates with right atrial car-dioplegia as compared with antegrade route, and especially excellent results can be obtained in hearts with more proximal obstruction of coronary arteries which would otherwise result in more severe ischemic damage. But, the depressed perfusion rates of the segments with normal coronary artery in hearts with coronary arterial obstruction may be a problem of concern with right atrial cardioplegia and needs solution.
In the learning phase of multilyer feedforword neural network,there are problems such that local minimum,learning praralysis and slow learning speed when backpropagation algorithm used.To overcome these problems, the genetic algorithm has been used as learing method in the multilayer feedforword neural network instead of backpropagation algorithm.However,because the genetic algorith, does not have any mechanism for fine-tuned local search used in backpropagation method,it takes more time that the genetic algorithm converges to a global optimal solution.In this paper,we suggest a new GA-BP method which provides a fine-tunes local search to the genetic algorithm.GA-BP method uses gradient descent method as one of genetic algorithm's operators such as mutation or crossover.To show the effciency of the developed method,we applied it to the 3-parity bit problem with analysis.
Steel catenary riser (SCR) is a popular/economical solution for the oil/gas production in deep and ultra-deep water. The behavioral characteristics of SCR have a high correlation with the motion of floating production facility at its survival and operational environments. When large motions of surface floaters occur, such as FPSO in 100-yr storm case, they can cause unacceptable negative tension on SCR near TDZ (touch down zone) and the corresponding elastic deflection can be large due to local dynamic buckling. The generation, propagation, and decay of the elastic wave are also affected by SCR and seabed soil interaction effects. The temporary local dynamic buckling vanishes with the recovery of tension on SCR with the upheaval motion of surface floater. Unlike larger-scale, an-order-of-magnitude longer period global buckling driven by heat and pressure variations in subsea pipelines, the sub-critical local dynamic buckling of SCR is motion-driven and short cycled, which, however, can lead to permanent structural damage when the resulting stress is greatly amplified beyond the elastic limit. The phenomenon is extensively investigated in this paper by using the vessel-mooring-riser coupled dynamic analysis program. It is found that the moment of large downward heave motion at the farthest-horizontal-offset position is the most dangerous for the local dynamic buckling.
Some industrial steel structures are composed by components linked by several welding joints to constitute an assembly. The main interest of assembly simulation is to evaluate the global distortion of welded structure. The general method, thermo-elasto-plastic analysis, leads to excessive model size and computation time. In this study, a simplified method called "Local and Global approach" was developed to break down this limit and to provide a accurate solution for distortion. Local and global approach is composed of 3 steps; 1) Local simulation of each welding joint on a dedicated mesh (usually very fine due to high thermal gradients), taking into account for the non linearity of the material properties and the moving heat source. 2) Transfer to the global model of the effects of the welding joints by projection of the plastic strain tensors. 3) Elastic simulation to determine final distortions in global model. The welding deformation test for mock-up structure was performed to verify this approach. The predicted welding distortion by this approach had a good agreement with experiment results.
An Joong-Hyok;Kim Yun-Jae;Yoon Kee-Bong;Ma Young-Wha
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.30
no.5
s.248
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pp.533-542
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2006
In order to assess the integrity of pipes with local thinning area, the plastic strain as well as the elastic strain at the root of thinned region are required particularly when fluctuating load is applied to the pipe. For estimating elastic-plastic strain at local wall thinning area in a straight pipe under tensile load, an estimation model with idealized fully circumferential constant depth wall thinning area is proposed. Based on the compatibility and equilibrium equations a nonlinear estimation equation, from which local elastic-plastic strain can be determined as a function of pipe/defect geometry, material and the applied strain was derived. Estimation results are compared with those from detailed elastic-plastic finite element analysis, which shows good agreements. Noting that practical wall thinning in nuclear piping has not only a circular shape but also a finite circumferential length, the proposed solution for the ideal geometry is extended based on two-dimensional and three-dimensional numerical analysis of pipes with circular wall thinning.
A parametric scheme is proposed for the numerical solution of the nonlinear Boussinesq equation. The numerical method is developed by approximating the time and the space partical derivatives by finite-difference re placements and the nonlinear term by an appropriate linearized scheme. The resulting finite-difference method is analyzed for local truncation error and stability. The results of a number of numerical experiments are given for both the single and the double-soliton wave. AMS Mathematics Subject Classification : 65J15, 47H17, 49D15.
In this study, a hybrid method is used to search the pseudo-optimal solution for the I-dimentional nesting problem. This method is composed of the genetic algorithm for the global search and a simple heuristic one for the local search near the pseudo optimal solution. Several simulation results show that the hybrid method gives very satisfactory results.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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