해저파이프라인은 부식. 지반 불안정, 앵커 충돌 등으로 인해 파손될 가능성이 있다. 해저파이프라인의 안정성을 위협하는 주된 요소중의 하나는 자유경간이다. 본 논문에서는 자유경간을 형성하고 있는 해저파이프라 인에 대해 축방향 하중을 고려하고 경계조건을 일반화시킨 경우에 대해 동적 자유경간의 허용길이 변화를 해석하였다. 자유경간 양단의 해저지반은 탄성기초로 간주하였으며, 이를 선형 및 회전 스프링으로 치환하여 경계조건을 일반화시켰다. 동적 자유경간의 길이를 산정할 수 있는 무차원화 된 곡선을 얻었다. 이 곡선은 자유경간을 갖는 해저파이프라인의 설계에 유용하게 작용될 수 있음을 보여 주었으며 예제 연구를 통하여 그 적용방법을 소개하였다.
Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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제19권1호
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pp.1-21
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2015
This paper presents two algorithms based on the Jamshidian equation which is from the Black-Scholes partial differential equation. The first algorithm is for American call options and the second one is for American put options. They compute numerically free boundary and then option price, iteratively, because the free boundary and the option price are coupled implicitly. By the upwind finite-difference scheme, we discretize the Jamshidian equation with respect to asset variable s and set up a linear system whose solution is an approximation to the option value. Using the property that the coefficient matrix of this linear system is an M-matrix, we prove several theorems in order to formulate a bisection method, which generates a sequence of intervals converging to the fixed interval containing the free boundary value with error bound h. These algorithms have the accuracy of O(k + h), where k and h are step sizes of variables t and s, respectively. We prove that they are unconditionally stable. We applied our algorithms for a series of numerical experiments and compared them with other algorithms. Our algorithms are efficient and applicable to options with such constraints as r > d, $r{\leq}d$, long-time or short-time maturity T.
We have calculated the energy of three distinct grain configurations, namely completely connected, partially connected and unconnected configurations, evolving during a spheroidization of polycrystalline thin film by extending a geometrical model due to Miller et al. to the case of spheroidization at both the surface and film-substrate interface. "Stabilitl" diagram defining a stable region of each grain configuration has been established in terms of the ratio of grain size to film thickness vs. equilibrium wetting or dihedral angles at various interface energy conditions. The occurrence of spheroidization at the film-substrate interface significantly enlarges the stable region of unconnected grain configuration thereby greatly facilitating the occurrence of agglomeration. Complete separation of grain boundary is increasingly difficult with a reduction of equilibrium wetting angle. The condition for the occurrence of agglomeration differs depending on the equilibrium wetting or dihedral angles. The agglomeration occurs, at low equilibrium angles, via partially connected configuration containing stable holes centered at grain boundary vertices, whereas it occurs directly via completely connected configuration at large equilibrium angles except for the case having small surface and/or film-substrate interface energy. The initiation condition of agglomeration is defined by the equilibrium boundary condition between the partially connected and unconnected configurations for the former case, whereas it can, for the latter case, largely deviate from the equilibrium boundary condition between the completely connected and unconnected configurations because of the presence of a finite energy barrier to overcome to reach the unconnected grain configuration.
지표 경계 조건은 유한 차분법을 이용한 탄성파 파동 방정식 모델링에서 수치해의 정확성을 떨어뜨리는 한편 포아송 비에 따른 해의 안정성을 제한하는 주 요인이 된다. 본 연구에서는 지표 경계 조건과 같은 Neumann 경계 조건의 처리에 효과적인 적분법(integration method)에 기반 하여 차분식을 유도하고, 이로부터 중간점 차분 기법을 제안하였다. 또한, 개발된 알고리즘을 Lamb의 문제에 적용하여 이론해와 비교함으로써 타당성을 검증하였다.
현재 해상교통안전시설인 표준등부표의 종류는 10가지이며, 가장 작은 등부표가 4.4m로 대형인 것이 현실이다. 따라서 제작, 교체 및 수리가 용이한 부유형의 소형 등부표를 제안하고자 하였다. 한편 부유형의 경우 환경적 외력에 의한 위치 신뢰도가 떨어지며, 특히 유실 등의 사고에 대비하기 위한 안정성 검토가 필요하다. 이 논문에서는 새로운 등부표의 운동성(Heave, Sway, Pitch)을 상용프로그램을 사용하여 Encounter Frequency별 분석하고, 2차원 경계요소법(Boundary Element Method, BEM)을 이용하여 부유체의 단면형상에 따른 유체력을 수치시뮬레이션하였다.
Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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제24권3호
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pp.243-291
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2020
In this paper, multi-block generalized backward differentiation methods for numerical solutions of ordinary differential and differential algebraic equations are introduced. This class of linear multi-block methods is implemented as multi-block boundary value methods (MB2 VMs). The root distribution of the stability polynomial of the new class of methods are determined using the Wiener-Hopf factorization of a matrix polynomial for the purpose of their correct implementation. Numerical tests, showing the potential of such methods for output of multi-block of solutions of the ordinary differential equations in the new approach are also reported herein. The methods which output multi-block of solutions of the ordinary differential equations on application, are unlike the conventional linear multistep methods which output a solution at a point or the conventional boundary value methods and multi-block methods which output only a block of solutions per step. The MB2 VMs introduced herein is a novel approach at developing very large scale integration methods (VLSIM) in the numerical solution of differential equations.
최근 터널 건설은 종종 연약대층을 인접하여 계획하게 된다. 이러한 경우 터널 굴착은 안정화되어 있던 지반을 이완시키고 따라서 터널의 안정성에 문제를 일으킬 수 있다. 안정성에 문제를 일으킬 수 있는 주요 영향인자들을 보면 연약대층이 지표면과 이루는 각도, 연약대층과 터널의 이격거리 등을 들 수 있다. 본 연구에서는 연약대층을 인접하여 건설되는 터널의 굴착과정에서 발생하는 변위량과 균열발생 양상을 조사함으로써, 연약대층이 지표면과 이루는 각도 및 연약대층과 터널의 이격거리가 터널의 역학적 거동에 미치는 영향을 조사하였다. 연약대층이 지표면과 이루는 각도 및 연약대층과 터널의 이격거리를 변화시켜 가면서 균질한 재료를 가지고 실내 축소 모형실험을 수행하고 이를 분석하였다. 실험결과, 연약대층이 지표면과 이루는 각도가 수평에서 수직으로 변화함에 따라 터널 주변의 변위 발생량이 증가하였다. 연약대층과 터널의 이격거리가 증가함에 따라 터널 주변의 변위 발생량이 감소하였고, 특정 이격거리 이상에서 안정화되었다. 이러한 발견들은 기존의 연구결과들을 정량적으로 검증하고 확장하는 것이라 판단된다. 최종적으로 연약대층이 지표면과 이루는 각도 변화에 따른 연약대층과 터널의 적정 이격거리를 정의하였다. 이러한 기초적인 연구는 연약대층을 인접하여 신설되는 터널 설계에 보다 합리적인 제안을 할 수 있을 것으로 판단된다.
In this paper vibration and stability analysis of laminated composite shells based on the first order shear deformation theory(FSDT) for two different boundary conditions(clamped-clamped, simply supported) are performed. Structural model of cross-ply symmetric laminated composite cylindrical shells subjected to a combination of magnetic and thermal fields is developed via Hamilton's variational principle. These coupled equations of motion are based on the electromagnetic equations(Faraday, Ampere, Ohm, and Lorenz equations)and thermal equations which are involved in constitutive equations. Extended Galerkin method is adopted to obtain the discretized equations of motion. Variations of dynamic characteristics of composite shells with applied magnetic field, temperature gradient, laminate thickness-ratio and radius ratio for two boundary conditions are investigated and pertinent conclusions are derived.
This paper presents an active vibration control of cantilever beams under disturbances by a primary force. A direct velocity feedback control using a pair of PZT actuator and a velocity sensor is considered. Variation of the stability and performance with the locations of the sensor/actuator pair is investigated. It is found that the maximum gain varies with the locations of the sensor/actuator pair significantly. The maximum gain shows a symmetric distribution along the beam length with respect to the center point, although the boundary condition of the beam is unsymmetric. The control performance is affected by the location of the primary force as well as the location of the sensor/actuator pair. The active control system can more effectively reduce the vibration when the primary force is located close to the fixed boundary.
경계요소법을 이용하여 동체에 탠덤 날개를 결합한 FAST가 비평면 지면을 비행할 때의 공력 특성을 파악하였다. 본 수치해석 기법을 이용하여 계산한 결과를 실험 및 타 전산해석 결과와 비교하여 검증을 수행하였다. 날개-동체를 결합한 운송체의 공력 특성을 분석하여 안정성 확보 및 충분한 공기부상력을 가지도록 운송체 상부의 탠덤 날개를 배치하는 공력설계를 수행하였다. FAST에서 탠덤 날개가 동체의 전두부와 후두부에 위치하고, 하단 익단판을 설치하였을 때 최대 양력 성능을 얻을 수 있었다. FAST의 안정성은 탠덤날개의 플래퍼론을 이용하여 확보 가능하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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