• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집A
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• pp.854-859
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• 2001

An eigenvalue analysis of a tunable micro-mechanical actuator is presented. The actuator is modeled as a continuum structure. The eigenvalue modified by the tuning voltage is computed through the linearization of the relation between the electrostatic force and the displacement at the equilibrium. A staggered algorithm is employed to perform the coupled analysis of the electrostatic and elastic fields. The stiffness matrix of the actuator is modified at this equilibrium state. The displacement field is perturbed using an eigenmode profile of the actuator. The configuration change of the actuator due to perturbation modifies the electrostatic field and thus the electrostatic force. The equivalent stiffness matrix corresponding to the perturbation and the change in the electrostatic force is then added to stiffness matrix in order to explain natural frequency shifting. The numerical examples are presented and compared with the experiments in the literatures.

• 한국추진공학회지
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• 제17권2호
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• pp.1-8
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• 2013

모형 연소실에서 충돌형 분사기의 연소 안정성 평가를 위해 시간지연(time lag)과 간섭인자(interaction index)의 관계를 연구하였다. 산화제 분사 속도의 5%에 해당하는 섭동을 공진주파수로 인위적으로 가진하여 이에 대한 화염의 응답특성을 분석하였다. 연료와 산화제의 혼합지점인 충돌점들, 즉, 특성길이 위치에서 속도섭동과 열방출율 섭동간의 관계를 시간지연 모델을 이용하여 나타내었다. 시간지연을 정량화하는 개선된 방법으로서, 수치해석을 통해 얻은 결과로부터 분사기 출구면으로부터 충돌점까지 평균속도를 이용하는 방법을 제안하였다. 축방향의 평균속도가 증가할수록 시간지연이 짧아지는 경향성을 확인할 수 있었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제44권5호
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• pp.651-676
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• 2022

Most of the experimental, theoretical, and numerical studies on the stability of functionally graded composites are deterministic, while there are full of complex interactions of variables with an inherently probabilistic nature, this paper presents a non-intrusive framework to investigate the stochastic nonlinear buckling behaviors of porous functionally graded cylindrical shells exposed to inevitable source-uncertainties. Euler-Lagrange equations are theoretically derived based on the three variable refined shear deformation theory. Closed-form solutions for the shell buckling loads are achieved by solving the deterministic eigenvalue problems. The analytical results are verified with numerical results obtained from finite element analyses that are conducted in the commercial software ABAQUS. The non-intrusive framework is completed by integrating the Monte Carlo simulation with the verified closed-form solutions. The convergence studies are performed to determine the effective pseudorandom draws of the simulation. The accuracy and efficiency of the framework are verified with statistical results that are obtained from the first and second-order perturbation techniques. Eleven cases of individual and compound uncertainties are investigated. Sensitivity analyses are conducted to figure out the five cases that have profound perturbative effects on the shell buckling loads. Complete probability distributions of the first three critical buckling loads are completely presented for each profound uncertainty case. The effects of the shell thickness, volume fraction index, and stochasticity degree on the shell buckling load under compound uncertainties are studied. There is a high probability that the shell has non-unique buckling modes in stochastic environments, which should be known for reliable analysis and design of engineering structures.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제16권3호
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• pp.327-340
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• 2003

Variations in system parameters due to uncertainties of parameters may result in system performance deterioration and create system internal stability problems. Uncertainties in structural modeling of structures are often considered to ensure that the control system is robust with respect to response errors. So the uncertain concept plays an important role in the analysis and design of the engineering structures. In this paper, the active control of the intelligent structures with the uncertainties is studied and a new method for analyzing the robustness of systems with the uncertainties is presented. Firstly, the system with uncertain parameters is considered as the perturbation of the system with deterministic parameters. Secondly, the feedback control law is designed on the basis of deterministic system. Thirdly, perturbation analysis and robustness analysis of intelligent structures with uncertainties are discussed when the feedback control law is applied to the original system and perturbed system. Combining the convex model of uncertainties with the finite element method, the analysis theory of the robustness of intelligent structures with the uncertainties can be developed. The description and computation of the robustness of intelligent structures with uncertain parameters is obtained. Finally, a numerical example of the application of the present method is given to show the validity of the method.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제26권1호
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• pp.50-55
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• 2016

본 논문은 특이섭동을 포함한 비선형 시스템을 위한 샘플치 제어 기법을 논한다. 비선형 시스템은 타카기--수게노(Takagi--Sugeno: T--S) 퍼지모델 형태로 표현됨을 가정한다. 새로운 리아푸노프 함수와 추가적인 항등식을 이용하여 선형행렬부등식 형태의 샘플치 폐루프 T--S 퍼지시스템의 점근적 안정도 조건을 제시한다. 분석결과에 대한 몇 가지 논의점을 언급한다. 모의실험에 의하여 제안된 기법의 타당성을 보인다.

• 한국통신학회논문지
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• 제22권8호
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• pp.1833-1841
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• 1997

집적광학에서 가장 기본적이고 필수적인 소자인 구형 유전체 도파로는 근사적인 해석방법에서부터 수치계산방법까지 여러가지 방법으로 연구되어왔다. 본 논문에서는 구형 유전체도파로의 해석을 위해 연속적인 섭동궤환방법을 이용하여 최적 등가도파로모델을 선택하고, 시뮬레이션을 통한 비교, 분석 결과, 섭동궤환방법을 이용해서 구한 전파상수가 다른 방법에 의해 얻어진 결과보다 더욱 정확한 값에 일치함으로써 최적의 근사치를 얻을 수 있음을 확인하였고, 또한 여기서 구한 전파 상수를 이용하여 여러 가지 집적광학 소자의 설계에 유용한 필드 특성을 표현하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권11호
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• pp.902-910
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• 2018

본 논문은 지구의 J2 섭동을 고려한 비공면 타원궤도에서의 우주비행체의 요격 문제를 다룬다. J2에 의한 영향은 지구를 돌고 있는 우주비행체 궤도를 변화시키는 주된 요인이 되며, 이를 해결하기 위해 실시간 요격 방법을 제안한다. 구형의 지구와 순간추력을 고려한 운동방정식을 기반으로 최적화 문제를 구성하고 수치적으로 얻어진 최적해를 인터셉터의 추진방향으로 설정한다. 위치 오차는 최적화 문제를 반복적으로 해결하고 인터셉터의 추진방향을 수정하는 방식으로 해결한다. 다양한 궤도를 상황을 고려하여 제안하는 방법을 검증한다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제86권3호
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• pp.349-359
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• 2023

This paper presents a technique for determining the optimal number of elements in stochastic finite element analysis based on reliability analysis. Using the change-of-variable perturbation stochastic finite element approach, the probability density function of the dynamic responses of stochastic structures is explicitly determined. This method combines the perturbation stochastic finite element method with the change-of-variable technique into a united model. To further examine the relationships between the random fields, discretization of the random field parameters, such as the variance function and the scale of fluctuation, is also performed. Accordingly, the reliability index is calculated based on the explicit probability density function of responses with Gaussian or non-Gaussian random fields in any number of elements corresponding to the random field discretization. The numerical examples illustrate the effectiveness of the proposed method for a one-dimensional cantilever reinforced concrete column and a two-dimensional steel plate shear wall. The benefit of this method is that the probability density function of responses can be obtained explicitly without the use simulation techniques. Any type of random variable with any statistical distribution can be incorporated into the calculations, regardless of the restrictions imposed by the type of statistical distribution of random variables. Consequently, this method can be utilized as a suitable guideline for the efficient implementation of stochastic finite element analysis of structures, regardless of the statistical distribution of random variables.

• Journal of applied mathematics & informatics
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• 제28권1_2호
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• pp.109-130
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• 2010

In this paper, a numerical method for a weakly coupled system of two singularly perturbed convection-diffusion second order ordinary differential equations with the mixed type boundary conditions is presented. Parameter-uniform error bounds for the numerical solution and also to numerical derivative are established. Numerical results are provided to illustrate the theoretical results.

• 한국융합학회논문지
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• 제12권12호
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• pp.59-64
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• 2021

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.