• 제목/요약/키워드: Newton Iteration

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등매개(等媒介) 변수요소(變數要素)를 이용한 쉘의 선형(線形) 및 비선형(非線形) 안정해석(安定解析) (Linear and Nonlinear Stability Analysis of Shells Using Degenerated Isoparametric Elements)

  • 이남호;최창근
    • 대한토목학회논문집
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    • 제7권2호
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    • pp.21-28
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    • 1987
  • 본(本) 연구(硏究)는 불안정(不安定)현상을 포함한 대변위(大變位)를 고려한 해석(解析)에 8절점(節點) 등매개(等媒介) 변수요소(變數要素)를 적용하여 그 요소(要素)의 우수성을 증명하고 있다. 여기서 채택하고 있는 비선형(非線形) 공식(公式)은 Total Lagrangian 공식(公式)이며, 해석(解析)방법은 하중증분(荷重增分)을 병행한 Newton-Raphson 방법을 이용했다. 안정해석(安定解析)을 수행할 경우 비선형(非線形) 경로(經路)를 따라 반복함으로써 최종 파괴하중을 매 순간 측청할 수 있도록 프로그램을 작성했다. 검증(檢證)을 위해 등분포(等分布) 하중(荷重)을 받는 원개형(圓箇形)쉘, 축(軸)하중을 받는 단순지지(單純支持)형 평판, 그리고 등분포(等分布) 하중(荷重)을 받는 고정된 평판 등과 같은 예제를 수행하여 이론해(理論解) 및 다른 결과(結果)들과 비교 분석했다.

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드래그 감소를 위한 유체의 최적 엑티브 제어 및 최적화 알고리즘의 개발(3) - 트루 뉴턴법을 위한 정식화 개발 및 유체의 3차원 최적 엑티브 제어 (Optimal Active-Control & Development of Optimization Algorithm for Reduction of Drag in Flow Problems(3) -Construction of the Formulation for True Newton Method and Application to Viscous Drag Reduction of Three-Dimensional Flow)

  • 박재형
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제20권6호
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    • pp.751-759
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    • 2007
  • 저자는 기존의 연구에서 대용량-비선형성을 가지는 유체의 최적화를 수행하기 위해 몇 가지 강력한 방법들을 제시한 바 있다. 즉, 최적화 과정에서 수렴성을 높이기 위해 step by step기법을 사용하였고, 또한 수렴속도를 높이기 위하여 최적화이터레이션 과정에서 얻어지는 민감도정보를 이용하여 시스템 평형방정식의 해석을 위한 좋은 초기치를 제공하는 방법과, 평형방정식을 구속조건으로 사용하는 동시기법(simultaneous technique)에서 착안하여 해석과 최적화 수렴 판정치를 조작하는 방법을 제시한 바 있다. 그러나 그들 기법은 기본적으로 유사뉴턴법에 기본을 두고 있다. 현재까지 최적화에서 SQP기법을 사용할 때는 정확한 헤시안 매트릭스의 유도가 매우 까다롭고 힘들기 때문에 유사뉴턴법을 사용하고 있는 실정이다. 그러나 3차원 문제와 같이 더욱 큰 용량의 문제를 위해서는 진정한 의미에서의 뉴턴법, 트루 뉴턴법(true Newton method)을 사용할 필요가 있다. 본 연구에서는 트루 뉴턴법을 사용하기 위해 헤시안 매트릭스의 정확치를 얻는 과정을 유도하고 이를 기본으로 트루 뉴턴법을 이용한 최적화 루틴을 만들었다. 그리고 이를 3차원 문제에 적용하여 그 효과를 검증하였다.

분산전원의 특성을 고려한 조류계산의 새로운 알고리즘 고찰 (The algorithm of the load flow problem for integrated distributed generation network)

  • 니구엔 훙;밍뉴엔;니구엔탕;김태원;김건중;윤용태
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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    • pp.168-169
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    • 2011
  • The aim of this paper is to present a new algorithm for the load flow problem using modified Newton-Raphson (NR) iteration method and a approach to derive a simple formula to compensate the reactive power at some heavy load bus. The reactive power source used in this research is the DG which is adjacent to the heavy load. Phenomena of low voltages may cause the load flow calculation process to diverge. In modified NR method, low voltages will be detected and corrected before the next iteration. Therefore, the results of load flow calculation process satisfy the voltage constraint i.e. higher than the lower voltage limit or higher than the critical voltage in case the conventional load flow diverges. Linearizing the power network using PTDFs is a simple method with accepted errors. A new value of voltage at the DG terminal is computed in terms of the voltage deviation of load buses. In this approach, solving the entire system is unnecessary.

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조합하중를 받는 단층 래티스 돔과 아치의 안정경계에 관한 연구 (A Study on the Stability Boundaries for Single Layer Latticed Domes and Arch under Combined Loads)

  • 한상을;이상주;이갑수
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제4권3호
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    • pp.103-109
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    • 2004
  • 본 논문은 조합하중을 받는 공간구조물의 안정경계를 파악하는 것이다. 구조물에 작용하는 독립된 여러 가지 하중벡터는 기본이 되는 하중 모드와 하중매개 변수를 이용하여 나타내고, 독립된 하중 매개변수에는 비례관계를 설정함으로서 하나의 하중변수에 의해 하중을 부여한다. 구조물의 좌굴하중 즉 임계점은 평형조건이 불안정이 되는 극한점과 분기점으로 분류되고, 가장 낮은 하중이 좌굴하중으로 정의된다. 본 논문에서는 기하학적 비선형 문제를 해석하기 위한 수치해석법으로는 호장법과 뉴턴-랩슨법을 이용하였으며, 본 해석을 통하여 안정경계를 파악함은 물론 좌굴모드 및 좌굴하중을 명확히 규명하였다.

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영역분할법 (domain decomposition)과 TLM법을 이용한 회전기의 비선형 유한 요소 해석 (A Novel Finite Element Technique for analyzing Saturated Rotating Machines Using the Domain Decomposition and TLM Method)

  • 주현우;임창환;이창환;김홍규;정현교
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.623-625
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    • 2000
  • For the finite element analysis of highly saturated rotating machines involving rotation of a rotor such as dynamic analysis. cogging torque analysis and etc, so much time is needed because a new system matrix equation should be solved for each iteration and time step. It is proved in this paper that. in linear systems. the computational time can be greatly reduced by using the domain decomposition method (DDM). In nonlinear systems. however. this advantage vanishes because the stiffness matrix changes at each iteration especially when using the Newton-Raphson (NR) method. The transmission line modeling (TLM) method resolves this problem because in TLM method the stiffness matrix does not change throughout the entire analysis. In this paper, a new technique for FEA of rotating machines including rotation of rotor and non-linearity is proposed. This method is applied to a test problem. and compared with the conventional method.

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배전계통조류계산을 위한 새로운 알고리즘에 관한 연구 (A Study on Development of a New Algorithm to Solve Load Flow for Distribution Systems)

  • 문영현;유성영;최병곤;하복남;이중호
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1998년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.918-922
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    • 1998
  • With the development of industry, the qualitical advancement of power is needed. Since it is placed in the end step of power system, the fault at the distribution system causes some users blackout directly. So if the fault occurs, quick restoration is very important subject and, for the reason, induction of the distribution automation system is now being progressed briskly. For the quick restoration of the faulted distribution system, the load shedding of the blackout-area must be followed, and the other problems like the shedded load, faulted voltage and the rest may cause other accident. Accordingly load shedding must be based on the precise calculation technique during the distribution system load flow(dist flow) calculation. In these days because of its superior convergence characteristic the Newton-Raphson method is most widely used. The number of buses in the distribution system amounts to thousands, and if the fault occurs at the distribution system, the speed for the dist flow calculation is to be improved to apply to the On-Line system. However, Newton-Raphson method takes much time relatively because it must calculate the Jacobian matrix and inverse matrix at every iteration, and in the case of huge load, the equation is hard to converge. In this thesis. matrix equation is used to make algebraical expression and then to solve load flow equation and to modify above defects. Then the complex matrix is divided into real part and imaginary part to keep sparcity. As a result time needed for calculation diminished. Application of mentioned algorithm to 302 bus, 700 bus, 1004 bus system led to almost identical result got by Newton-Raphson method and showed constant convergence characteristic. The effect of time reduction showed 88.2%, 86.4%, 85.1% at each case of 302 bus, 700 bus system 86.4%, and 1004 bus system.

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정적효과를 포함한 자기지전류 자료의 효율적인 3차원 역산에 관하여 (On the Efficient Three-Dimensional Inversion of Static Shifted MT Data)

  • 장한누리;장한길로;김희준
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제17권2호
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    • pp.95-103
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    • 2014
  • MT 자료에서 3차원 전기비저항 구조와 정적효과를 동시에 구하기 위한 실용적인 역산법을 소개한다. 이 방법은 감도행렬이 필요한 Gauss-Newton법을 기반으로 하고 반복과정에서 Broyden의 방식으로 감도를 수정하는 것을 기본으로 하고 있다. 이 논문에서는 합성 MT 자료에 대한 역산실험을 통해 근사역산법의 성능과 정적효과에 대한 가중치에 대해 검토하였다. 해석적으로 구해지는 초기감도를 Broyden의 방식으로 수정하는 역산법은 초기감도를 끝까지 쓰는 역산법보다 자료오차를 줄이는데 효과적이었다. 그리고 완전한 감도행렬을 반복 중간에서 단 한번만 사용하는 근사역산법으로서는 반복 전반부에서 완전한 감도를 사용할 때 자료오차를 가장 많이 줄이는 것으로 나타났다. 정적효과에 대한 가중치는 어느 특정 한계값 이하로 선택하면 최종 자료오차에는 결정적인 영향을 주지 않는다. 합성 MT 자료에 대한 실험 결과 이 역산법은 정적효과가 포함된 MT 자료로부터 3차원 전기비저항 구조를 재현하는데 효과적임을 확인하였다.

MT 자료의 3차원 역산 개관 (Review on the Three-Dimensional Inversion of Magnetotelluric Date)

  • 김희준;남명진;한우리;최지향;이태종;송윤호;서정희
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제7권3호
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    • pp.207-212
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    • 2004
  • 자기지전류(MT) 자료의 3차원 역산에 대해 소개한다. MT 자료의 역산 문제는 기본적으로 악조건이므로 유일한 해가 존재하지 않는다. 이러한 비유일성을 줄이고 정확한 역산해를 구하기 위해서는 역산 시 사전정보를 추가하는 제약조건을 가해야 한다. 물리탐사 분야에서 비선형 역산에 사용되는 가장 일반적인 방법은 일련의 선형화된 역산문제를 푸는 Gauss-Newton법이다. 이 알고리듬은 수렴 시, 모델 공간에서 역산문제에 대한 목적함수를 최소화하는 최적해를 준다. 그러나 이러한 반복적 선형화기법은 3차원 MT 역산의 경우 Jacobian 행렬을 구하기 힘들기 때문에 그 유용성에 한계가 있다. 이러한 어려움은 CG법에 의해 완화할 수 있다. 선형 CG법은 Gauss-Newton 반복의 각 단계를 근사적으로 풀기 위해서 사용된다. 한편 비선형 CG법은 목적함수의 최소화에 직접적으로 적용된다. 이들 CG법은 Jacobian 행렬의 계산 및 대형 선형방정식의 해를 반복 당 세 번의 모델링으로 대치할 수 있어서 3차원 역산에 적합하다.

변형률 공간에서 변형률속도 및 온도를 고려한 구성방정식의 개선된 적분방법 (Modified Integration Algorithm on the Strain-Space for Rate and Temperature Dependent Elasto-Plastic Constitutive model)

  • 조상순;허훈
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.272-275
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    • 2007
  • This paper is concerned with modified integration algorithm on the strain-space for rate and temperature dependent elasto-plastic constitutive relations in order to obtain more accurate results in numerical implementation. The proposed algorithm is integrated analytically using integration by part and chain rule and then is applied to the 2-stage Lobatto IIIA with second-order accuracy. It has advantage that is able to consider the convective stress rates on the yield surface of the strain-space. Also this paper is carried out the iteration procedure using the Newton-Raphson method to enforce consistency at the end of the step. And the performance of the proposed algorithm for rate and temperature dependent constitutive relation is illustrated by means of analysis of adiabatic shear bands.

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Geometrically non-linear dynamic analysis of plates by an improved finite element-transfer matrix method on a microcomputer

  • Chen, YuHua
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제2권4호
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    • pp.395-402
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    • 1994
  • An improved finite element-transfer matrix method is applied to the transient analysis of plates with large displacement under various excitations. In the present method, the transfer of state vectors from left to right in a combined finite element-transfer matrix method is changed into the transfer of generally incremental stiffness equations of every section from left to right. Furthermore, in this method, the propagation of round-off errors occurring in recursive multiplications of transfer and point matrices is avoided. The Newmark-${\beta}$ method is employed for time integration and the modified Newton-Raphson method for equilibrium iteration in each time step. An ITNONDL-W program based on this method using the IBM-PC/AT microcomputer is developed. Finally numerical examples are presented to demonstrate the accuracy as well as the potential of the proposed method for dynamic large deflection analysis of plates with random boundaries under various excitations.