• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 1998년도 가을 학술발표회 논문집
• /
• pp.431-438
• /
• 1998

An efficient solution method is presented to solve the eigenvalue problem arising in tile dynamic analysis of non-proportionally damped structural systems with multiple or close eigenvalues. The proposed method is obtained by applying the modified Newton-Raphson technique and the orthonormal condition of the eigenvectors to the quadratic eigenvalue problem. Even if the shift value is an eigenvalue of the system, the proposed method guarantees nonsingularity, which is analytically proved. The initial values of the proposed method can be taken as the intermediate results of iteration methods or results of approximate methods. Two numerical examples are also presented to demonstrate the effectiveness of the proposed method and the results are compared with those of the well-known subspace iteration method and the Lanczos method.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제36권5호
• /
• pp.529-544
• /
• 2010

Nonlinear equations of structures are generally solved numerically by the iterative solution of linear equations. However, this iterative procedure diverges when the tangent stiffness is ill-conditioned which occurs near limit points. In other words, a major challenge with simple iterative methods is failure caused by a singular or near singular Jacobian matrix. In this paper, using the Newton-Raphson algorithm based on Davidenko's equations, the iterations can traverse the limit point without difficulty. It is argued that the propose algorithm may be both more computationally efficient and more robust compared to the other algorithm when tracing path through severe nonlinearities such as those associated with structural collapse. Two frames are analyzed using the proposed algorithm and the results are compared with the previous methods. The ability of the proposed method, particularly for tracing the limit points, is demonstrated by those numerical examples.

• Smart Structures and Systems
• /
• 제24권6호
• /
• pp.683-692
• /
• 2019

Traditional damage detection methods for nonlinear structures are often based on simplified models, such as the mass-spring-damper and shear-building models, which are insufficient for predicting the vibration responses of a real structure. Conventional global nonlinear finite element model updating methods are computationally intensive and time consuming. Thus, they cannot be applied to practical structures. A decentralized approach for identifying the nonlinear material parameters is proposed in this study. With this technique, a structure is divided into several small zones on the basis of its structural configuration. The unknown material parameters and measured vibration responses are then divided into several subsets accordingly. The structural parameters of each subset are then updated using the vibration responses of the subset with the Newton-successive-over-relaxation (SOR) method. A reinforced concrete and steel frame structure subjected to earthquake loading is used to verify the effectiveness and accuracy of the proposed method. The parameters in the material constitutive model, such as compressive strength, initial tangent stiffness and yielding stress, are identified accurately and efficiently compared with the global nonlinear model updating approach.

• 전기전자학회논문지
• /
• 제18권2호
• /
• pp.272-281
• /
• 2014

전기 임피던스 단층촬영법을 이용한 정적 영상 복원에서 대표적으로 사용되고 있는 복원 알고리즘은 modified Newton-Raphson(mNR) 알고리즘으로 수렴 속도 및 추정 정확도 측면에서 비교적 다른 알고리즘들에 비해 좋은 성능을 나타낸다. mNR 알고리즘에서는 측정 전압과 계산 전압과의 차이, 즉 잔류오차를 최소화하도록 목적함수를 설정하고 이를 반복 연산하여 내부의 저항률 분포를 추정한다. 이때 EIT 역문제의 비정치성을 완화시키기 위해 조정방법을 사용하며 조정인자에 따라 서로 다른 영상 복원 성능을 나타낸다. 기존 기법에서는 반복 연산마다 일정한 상수 값의 조정인자를 사용하기 때문에 대상 물체의 내부 상태가 변하거나 측정 잡음 등이 있는 경우 때때로 조정인자에 따라 영상 복원이 수렴되지 않는다. 따라서 본 논문에서는 영상 복원 수렴 및 성능을 개선하기 위하여 잔류오차에 기반하여 반복 연산마다 자동적으로 조정인자를 수정하는 기법을 제안하였다. 시뮬레이션과 실험을 수행하여 제안된 기법의 영상 복원성능을 평가한 결과 비교적 양호한 성능을 나타내었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제10권1호
• /
• pp.57-69
• /
• 1990

본(本) 연구(硏究)에서는 기하학적(幾何學的) 비선형성(非線形性)을 고려(考慮)하여 해저(海底)파이프라인을 설치(設置)하는 동안의 정적(靜的) 해석방법(解析方法)을 제시(提示)하였다. 해석(解析)방법(方法)으로는 유한요소법(有限要所法)을 사용(使用)하였으며, 기본방정식(基本方程式)은 최소위치(最少位置)에너지의 원리(原理)를 사용(使用)하여 유도(誘導)하였다. 평형방정식(平衡方程式)의 해(解)는 modified Newton-Raphson방법(方法)을 사용(使用)하여 구(求)하였다. 파이프라인요소(要素)의 유한변위(有限變位) 및 회전(回轉)과 축방향력(軸方向力)의 영향(影響)이 고려(考慮)되었고 경계조건(境界條件)은 스프링요소(要素)를 사용(使用)하여 모델화(化)하였다. 해석(解析) 적용례(適用例)에서는 다이아몬드형(形) 프레임, 곡선(曲線)외팔보와 해저(海底)파이프라인을 설치(設置)하는 동안의 정적(靜的) 해석례(解析例)를 다루었으며 다른 방법(方法)에 의(依)한 해석결과(解析結果)와 비교(比較)하여 본(本) 연구(硏究)의 정당성(正當性)을 입증(立證)하였다.

• 척추신경추나의학회지
• /
• 제7권2호
• /
• pp.39-52
• /
• 2012

Objectives : The purpose of this study was to investigate the correlation between lumbar lordotic angle and the power of trunk flexors, extensors in normal adults Methods : 34 normal participants participated in this study. Their lumbar lordotic angle(L1-S1 Cobb's angle and L1-L5 cobb's angle) was measured by x-ray taken on lateral direction, erect cross-arm position. And muscle power of trunk flexors and extensors of each participant measured using Cybex HUMAC NORM. Results : 1. The average of L1-S1 Cobb's angle was $47.21{\pm}8.88^{\circ}$ and the average of L1-L5 Cobb's angle was $36.32{\pm}9.62^{\circ}$(Table IV). 2. The average ratio of trunk flexors/extensors was $6.44{\pm}19.31%$(Table V). The average power of the trunk flexors was $165.18{\pm}55.05$(Newton-Meter/kg), and the power of trunk extensors was $257.18{\pm}85.53$ (Newton-Meter/kg)(Table VI). 3. Lumbar lordotic angle has no relation to the ratio of trunk flexors/extensors(Table VII, Fig. 4). 4. Lumbar lordotic angle has no relation to both the power of the trunk flexors and extensors(Table VIII, Fig. 5, Fig. 6). Conclusions : These results suggest that the lumbar lordotic angle measured by radiograph could not evaluate the power and ratio of trunk flexors, extensors.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제6권2호
• /
• pp.1-15
• /
• 1986

본(本) 연구(硏究)에서는 전(全) 해석과정(解析過程)을 two-Levels로 나누었다. Level 1 에서는 two-phases로 나누어 단면(斷面)을 최적화(最適化)하고, Level 2 에서는 트러스의 절점좌표(節點座標)를 변수(變數)로 하여 형상(形狀)을 최적화(最適化)하는 알고리즘을 제시(提示)한 것이다. 이 알고리즘의 Level 1 에서는 유도(誘導)된 비선형계획문제(非緣形計劃問題)를 SUMT 문제(問題)로 변환(變換)시켜 Modified Newton-Raphson Method에 의한 SUMT 법(法)을 채택하고, Leve1 2 에서는 Powell Method의 일방향(一方向) 탐사기법(探査技法)에 의해 목적함수(目的凾數)만이 최소(最小)가 되도록 하는 기법(技法)을 도입하여 최적화(最適化)알고리즘을 제시(提示)하였다. 제시(提示)된 알고리즘을 트러스의 형태(形態), 설계제약조건(設計制約條件), 재하조건(載荷條件) 등을 변화(變化)시켜 가면서 수종의 트러스에 적용(適用)하여 수치계산(數値計算)을 실시하고, 그 결과(結果)를 다른 알고리즘의 결과(結果)와 비교(比較)하므로서 알고리즘의 타당성(妥當性), 안전성(安全性), 적용성(適用性)을 검토하였다. 연구결과(硏究結果)의 two-Level 알고리즘은 트러스의 설계조건(設計條件)에 구애받지 않고 트러스의 형상최적화(形狀最適化)에 적용(適用)할 수 있으며, 안정성(安定性) 있게 비교적(比較的) 빠른 속도(速度)로 최적해(最適解)에 수렴(收斂)한다는 사실이 확인되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제15권3호
• /
• pp.41-48
• /
• 2014

준설토에 대한 연구는 주로 준설토의 1차원 침강 및 자중압밀 특성을 파악하는 실험적 연구가 진행되었다. 하지만 양질의 준설지반 확보를 위한 효과적인 투기장의 설계와 배출수에 의한 환경오염을 최소화하기 위해서는 준설토의 투기에 의한 유동특성의 체계적인 연구가 필요하다. 본 연구에서는 준설토 투기장의 펌핑에 의한 토사의 유동 형상을 모사하기 위하여 준설토사를 단일상으로 가정하고 연속 방정식을 유도하여 좌표축에 따른 힘 평형 방정식을 유도하였다. 준설토장의 3차원 거동 해석을 위한 컴퓨터 연산 부하와 모델링 소요시간을 최적화하기 위하여, 토체의 깊이 방향으로 적분을 수행하는 깊이 적분 방법을 지배 방정식에 적용하여, 3차원적 지형조건을 고려할 수 있도록 하였다. 지배 방정식의 보간함수를 이용한 공간분할에서 Petrov-Galerkin 수식화 기법을 적용하였다. 일반화된 사다리꼴 법칙으로 시간적분을 수행하고 Newton의 반복과정을 이용할 수 있도록 근사화시켰다. 가중행렬은 DG과 CDG 기법을 적용하였으며, 준설토 유동해석에서 가중행렬에 따른 수치적인 안정성을 평가하기 위하여 사각형 기둥 슬럼프 시뮬레이션을 수행하였다. 수치기법에 대한 비교 분석 결과는 DG 기법을 적용한 SU/PG 수식화가 유사진동을 최소화시키는 가장 안정적인 수치해석결과를 보여주는 것으로 나타났다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제15권4호
• /
• pp.661-674
• /
• 2002

본 연구의 목적은 Navier-Stokes 유체의 최적 제어 문제의 해를 얻을 수 있는 효과적인 수치해석기법을 개발하고, 이를 물체의 항력(drag)을 최소화하는 문제에 적용하는데 있다. 본 연구는 항력을 줄인다는 산업적인 중요성과 함께 최적 제어를 위한 하나의 효과적인 최적화 기법의 모델을 제공하고 있다. 항력을 줄이기 위한 방법으로써 물체의 경계면에서 유체의 흡입(suction)과 방출(injection)이라는 기법을 사용하여 경계면에서 속도를 제어하였고, 목적함수로써 항력을 표현하기 위하여 에너지 소실의 변화율을 사용하였다. 컴퓨터 용량을 최소화하고 최적화에서의 해의 보장성과 경제성을 위하여, Navier-Stokes의 해석을 위하여 페널티 방법을 사용하였고 최적화 기법을 위해서는 SQP 방법을 사용하였다. 그리고 Navier-Stokes 유체는 대단히 비선형성을 나타내기 때문에 최적화를 수행하기에는 매우 힘들다. 이를 위하여 연속기법(continuation technique)을 사용하였다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제19권4호
• /
• pp.345-355
• /
• 2007

장대레일은 동절기에 기온하강으로 인한 인장력을 발생하는데 중위온도 이하로 떨어져 파단이 발생되면 인장파단과 레일 간에 틈이 발생되며 이를 개구부라 한다. 이 개구부를 차륜이 통과하면 충격하중이 발생하며, 큰 손실이 발생할 수 있는 열차탈선이 발생할 수 있다. 본 연구에서는 동적해석을 위해 개구부를 가진 궤도와 차량의 상호작용을 고려한 동적해석모델을 제안하였다. 궤도와 차량의 선형시스템은 비선형 헤르찌안 접촉 스프링에 의해 연성되었으며 전체 궤도-차량 시스템 운동방정식을 정식화하였다. 그리고 개구부에서의 상호작용 현상을 고려하여 궤도 불균일부의 함수를 정의하고 개구부에서의 전후방 레일 사이의 개구량을 고려하였다. 비선형 방정식을 풀기위해 동적해석은 수정된 Newton-Raphson 방법에 근거한 Newmark - $\beta$ 방법에 의해 수행되었다. 그리고 차량속도, 개구량, 레일지지강성에 따른 매개변수를 조건으로 수치해석을 수행하였다.