Many numerical methods have been developed since 1961, but unresolved issues remain. This study developed a numerical method to address these issues and determine the coefficients and properties of rotational waves with a shear current in a finite water depth. The number of unknown constants was reduced significantly by introducing a wavelength-independent coordinate system. The reference depth was calculated independently using the shooting method. Therefore, there was no need for partial derivatives with respect to the wavelength and the reference depth, which simplified the numerical formulation. This method had less than half of the unknown constants of the other method because Newton's method only determines the coefficients. The breaking limit was calculated for verification, and the result agreed with the Miche formula. The water particle velocities were calculated, and the results were consistent with the experimental data. Dispersion relations were calculated, and the results are consistent with other numerical findings. The convergence of this method was examined. Although the required series order was reduced significantly, the total error was smaller, with a faster convergence speed.
본 연구에서는 쓰나미에 대응할 수 있는 다양한 파형의 고립파를 수리/수치파동수조에서 안정적으로 생성시키기 위하여 기존의 고립파 근사이론에 관한 검토를 수행하였다. 그리고 이 근사이론식을 토대로 다양한 고립파의 파형을 추정할 수 있는 두 가지 방법을 제안하였다. 이 방법들은 기존의 고립파 근사식들을 토대로 파형분포조절계수와 가상수심계수를 적용하여 다양한 파형 및 유속을 추정하는 절차를 거친다. 새롭게 제안한 고립파 추정방법들을 수리/수치파동수조의 조파에 적용하였다. 그 결과, 수리파동수조에서는 조파기의 위치정보신호를 추정할 수 있을 뿐만 아니라, 기존의 수리모형실험의 입력신호와 매우 유사한 것을 확인할 수 있었다. 수치파동수조에서는 파랑을 생성하기 위하여 고립파의 파형 및 유속을 적용하였다. 그리고 기존의 고립파 근사이론으로는 재현할 수 없었던 쓰나미의 파형을 조파할 수 있었고, 기존 실험결과와 높은 일치도를 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 이로써 수리/수치파동수조에서 안정적인 쓰나미를 생성하기 위하여 제안한 두가지 추정방법의 타당성 및 유효성을 확인할 수 있었다.
This paper studies the parameter estimation problem for a steady state flow in an inhomogeneous medium. Our approximation scheme could be used when the diffusion coefficient is singular. The function space parameter estimation convergence(FSPEC) is considered and numerical simulations are performed.
We prove that vicosity solutions are stabel under changes in the flux functions as well as boundary functions. This result can be used in the study of numerical approximation of Hamilton-Jacobi equations.
An approximation of singular source terms in elliptic problems is developed and analyzed. Under certain assumptions on the curve where the singular source is defined, the second order convergence in the maximum norm can be proved. Numerical results present its better performance compared to previously developed regularization techniques.
본 고에서는 이러한 추세에 따라서, 보다 효율적인 optimization program에 대해서 소개하고자 한다. 사용한 최적화 알고리즘은 ALM(augmented lagrange multiplier) 방법을 적용해서 구속조건이 있는 문제를 구속조건이 없는 문제로 변환한 후, self-scaling BFGS(broydon-flecher-goldfarb-schanno)를 적용한다. BFGS의 각 descent 방향에서의 step 길이는, sequential search로 unimodal point를 구해서, golden section 방법으로 refine을 한후, cubic approximation을 적용해서 구한다.
질량보존의 법칙과 Darcy의 법칙으로 표현되는 Richards 방정식은 비포화대의 토양수분흐름을 모의하는데 널리 사용되어 왔다. Richards 방정식은 압력수두의 항으로 표현되는 방정식, 토양수분의 항으로 표현되는 방정식, 그리고 이 둘을 혼합한 형태의 방정식 등, 세가지 형태로 표현할 수 있다. 고차의 비선형 항들을 포함하는 이 편미분방정식들을 수치해석방법으로 풀 때, 질량 비보존을 수반하는 오류의 결과가 초래될 수 있다. 세가지 방정식들 중 혼합형 Richards 방정식이, 다른 추가적인 계산없이 질량을 온전히 보존하는 것으로 알려져 있다. 이 연구의 목적은 동질성 토양에서의 1차원적 연직방향 비포화수 흐름모의를 위해, Richards 방정식의 질량보존적 수치해석법을 완전음해 유한차분법으로 개발하고, 이를 통해 민감도 분석을 실시하여 토양특성인자들과 토양종류에 따른 침투율의 변화를 살펴보는 데 있다.
불규칙파의 방향분산과 부분쇄파의 정도 높게 고려하기 위해 광각 포물형 근사식을 이용하는 수치모형이 수립되었다. 이 수치모형은 불규칙파를 여러 개의 단일주기의 규칙파로 분해한 다음, 각 성분파를 동시계산하여 중첩함으로써 합성파고를 구한다. 불규칙파의 부분쇄파를 고려하기 위해 합성파고를 이용하여 쇄파에 의한 에너지 감쇠량을 산정한다. 기존의 불규칙파 수리실험 결과와 비교하여 수립된 수치모형의 정확성을 검사한 바, 비쇄파의 경우 규칙파와 불규칙파 모두에 대해 상당한 정확도가 있음이 확인되었으나, 쇄파 발생 시에는 수치모형의 정도가 크게 저하됨을 발견하였으며, 그 이유에 대한 분석을 제시하였다.
본 논문에서는 기계적 결함에 따른 실제 진폭비와 명목상 진폭비의 차이를 정규분포를 갖는 랜덤변수로 모델링할 때, crosse-eye의 재밍 효과의 성능 분석을 다룬다. 수치 적분 기반 접근법을 사용하여 구한 mean square difference (MSD)를 제안한다. 수치 적분 기반 접근법을 사용하여 구한 MSD는 1차 테일러 근사 기반성능 분석 방법과 2차 테일러 근사 기반 해석적 성능 분석 방법을 이용하여 계산한 analytic 기반 MSD보다 근사하지 않은 Monte-Carlo 기반 Simulation MSD에 가깝다. 이는 수치 적분 기반 MSD가 정확성이 더 높은 것을 뜻한다. 계산비용이 큰 Monte-Carlo 기반 Simulation을 이용하지 않아도 수치적분을 통하여 MSD로 주어지는 진폭비 섭동이 성능 저하에 미치는 영향을 구할 수 있음을 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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