• 제목/요약/키워드: Positive definiteness

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Finite element modeling of high Deborah number planar contraction flows with rational function interpolation of the Leonov model

  • Youngdon Kwon;Kim, See-Jo;Kim, Seki
    • Korea-Australia Rheology Journal
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    • 제15권3호
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    • pp.131-150
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    • 2003
  • A new numerical algorithm of finite element methods is presented to solve high Deborah number flow problems with geometric singularities. The steady inertialess planar 4 : 1 contraction flow is chosen for its test. As a viscoelastic constitutive equation, we have applied the globally stable (dissipative and Hadamard stable) Leonov model that can also properly accommodate important nonlinear viscoelastic phenomena. The streamline upwinding method with discrete elastic-viscous stress splitting is incorporated. New interpolation functions classified as rational interpolation, an alternative formalism to enhance numerical convergence at high Deborah number, are implemented not for the whole set of finite elements but for a few elements attached to the entrance comer, where stress singularity seems to exist. The rational interpolation scheme contains one arbitrary parameter b that controls the singular behavior of the rational functions, and its value is specified to yield the best stabilization effect. The new interpolation method raises the limit of Deborah number by 2∼5 times. Therefore on average, we can obtain convergent solution up to the Deborah number of 200 for which the comer vortex size reaches 1.6 times of the half width of the upstream reservoir. Examining spatial violation of the positive definiteness of the elastic strain tensor, we conjecture that the stabilization effect results from the peculiar behavior of rational functions identified as steep gradient on one domain boundary and linear slope on the other. Whereas the rational interpolation of both elastic strain and velocity distorts solutions significantly, it is shown that the variation of solutions incurred by rational interpolation only of the elastic strain is almost negligible. It is also verified that the rational interpolation deteriorates speed of convergence with respect to mesh refinement.

Finite element analysis of planar 4:1 contraction flow with the tensor-logarithmic formulation of differential constitutive equations

  • Kwon Youngdon
    • Korea-Australia Rheology Journal
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    • 제16권4호
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    • pp.183-191
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    • 2004
  • High Deborah or Weissenberg number problems in viscoelastic flow modeling have been known formidably difficult even in the inertialess limit. There exists almost no result that shows satisfactory accuracy and proper mesh convergence at the same time. However recently, quite a breakthrough seems to have been made in this field of computational rheology. So called matrix-logarithm (here we name it tensor-logarithm) formulation of the viscoelastic constitutive equations originally written in terms of the conformation tensor has been suggested by Fattal and Kupferman (2004) and its finite element implementation has been first presented by Hulsen (2004). Both the works have reported almost unbounded convergence limit in solving two benchmark problems. This new formulation incorporates proper polynomial interpolations of the log­arithm for the variables that exhibit steep exponential dependence near stagnation points, and it also strictly preserves the positive definiteness of the conformation tensor. In this study, we present an alternative pro­cedure for deriving the tensor-logarithmic representation of the differential constitutive equations and pro­vide a numerical example with the Leonov model in 4:1 planar contraction flows. Dramatic improvement of the computational algorithm with stable convergence has been demonstrated and it seems that there exists appropriate mesh convergence even though this conclusion requires further study. It is thought that this new formalism will work only for a few differential constitutive equations proven globally stable. Thus the math­ematical stability criteria perhaps play an important role on the choice and development of the suitable con­stitutive equations. In this respect, the Leonov viscoelastic model is quite feasible and becomes more essential since it has been proven globally stable and it offers the simplest form in the tensor-logarithmic formulation.

주·야간보호서비스 이용자 인지에 의한 서비스품질 측정: SERVQUAL 모형을 중심으로 (Service Quality Measurement by Perception of A Day Care Service Users: Based on SERVQUAL Model)

  • 이진용
    • 한국노년학
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    • 제31권3호
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    • pp.691-709
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    • 2011
  • 본 연구는 주·야간보호서비스의 이용실태와 SERVQUAL 모형으로 서비스품질을 측정하고, 이를 바탕으로 시사점을 논의하는 데 목적이 있다. 대전광역시 및 충남북 군단위 농촌지역의 주·야간보호시설 이용자 208명을 대상으로 자료를 분석하였다. 분석결과는 다음과 같다. 첫째, 유형성, 신뢰성, 응답성, 확신성, 공감성 모든 범주에서 기대수준보다 지각수준이 더 높아서 양의 값을 나타내고 있다. 대부분의 이용노인이 서비스를 이용하기전 기대수준보다 서비스를 이용하고 느끼는 지각수준에서 높게 평가하고 있다. 둘째, 인구사회학적 특성에 따라 서비스품질을 살펴보았으나, 통계적으로 유의미한 차이는 나타나지 않았다. 셋째, 기관특성의 차원에서 서비스품질을 살펴보면, 지각수준에서는 지역과 시설의 운영형태에 따라, 기대수준에서는 설립주체, 주당 프로그램 제공횟수, 시설규모에 따라 통계적으로 유의하게 차이가 있는 것으로 나타났다. 넷째, 서비스이용자의 특성에 따라 서비스품질을 살펴보았으나, 통계적으로 유의미한 차이는 나타나지 않았다.

다변량 경시적 자료 분석을 위한 공분산 행렬의 모형화 비교 연구 (Comparison study of modeling covariance matrix for multivariate longitudinal data)

  • 곽나영;이근백
    • 응용통계연구
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    • 제33권3호
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    • pp.281-296
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    • 2020
  • 같은 개체로부터 반복 측정한 자료를 경시적 자료(longitudinal data)라고 한다. 이러한 자료를 분석하려면 흔히 사용되는 횡단 자료 분석과는 다른 분석 방법이 필요하다. 즉, 경시적 자료에서 공변량의 효과를 추정할 때에는 반복 측정된 결과 간의 상관성을 고려해야 하며, 따라서 공분산행렬을 모형화 하는 것이 매우 중요하다. 그러나 추정해야 할 모수가 많고, 추정된 공분산행렬이 양정치성을 만족해야 하므로 공분산 행렬의 모형화는 쉽지 않다. 특히 다변량 경시적 자료분석을 위한 공분산행렬의 모형화는 더욱더 심층적인 방법론을 사용해야 한다. 본 논문은 다변량 경시적 자료분석을 위한 공분산행렬을 모형화하기 위해 두 가지 방법론을 고찰한다. 두 방법 모두 수정된 콜레스키 분해(modified Cholesky decomposition)를 이용하여 시간에 따른 응답변수들의 상관관계를 설명하고 있다. 하지만 같은 시간에서 관측된 응답변수들간의 상관관계를 설명하는 방법이 다르다. 첫 번째 방법론에서는 향상된 선형 공분산 모형(enhanced linear covariance models)을 사용하여 공분산행렬이 양정치성을 만족하도록 한다. 두 번째 방법론에서는 분산-공분산 분해(variance-correlation decomposition)와 초구분해(hypersphere decomposition)을 이용하여 공분산 행렬을 모형화 한다. 이 두 방법론의 성능을 비교하고자 모의실험을 진행한다.

점성균열 모델을 위한 국부단위분할이 적용된 무요소법 (A Meshless Method Using the Local Partition of Unity for Modeling of Cohesive Cracks)

  • 지광습;정진규;김병민
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권5A호
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    • pp.861-872
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    • 2006
  • 본 연구에서는 이차원 연속체에 존재하는 점성균열을 무요소법에서 국부 단위분할 원리에 근거하여 정식화하였다. 균열이 한 절점의 영향영역(domain of influence)을 완전히 통과하는 경우 그 절점의 형상함수는 계단함수로 확장되고, 균열 끝이 영향영역 내에 위치하는 경우 특이성이 제거된 가지함수(branch function)로 확장된다. 이러한 해의 영역의 확장은 국부 단위분할 원리를 만족하는 변위계에서만 이루어지므로, 약형 정식화는 표준 Galerkin방법에 의해서 얻어진다. 균열과 상호작용하는 영향영역만 확장되기 때문에, 성긴 형태의 시스템의 행렬을 유지하게 된다. 그러므로 확장에 의해 발생하는 계산비용의 증가는 최소화된다. 동적인 문제에서 균열성장에 관한 조건은 재료안정론으로부터 얻어졌다. 즉, 재료 한 점에서 어느 방향으로든 변형열화가 집중하게 되면, 그 방향에 점성균열을 삽입하여 연속체가 비연속체로 되도록 하였다. 균열의 성장속도도 같은 조건으로부터 자연스럽게 얻어졌다. 전통적인 무요소법보다 더 나은 정확도와 빠른 수렴성을 보이는 것이 확인되었으며, 이 기법의 적용성을 보이기 위해 잘 알려진, 정적 및 동적문제에 적용하였다.