• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2001년도 ICCAS
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• pp.139.3-139
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• 2001

The free-model concept is introduced as an alternative intelligent system technique to design a controller with input and output data only. The idea of free model comes from the Taylor series approximation, where an output can be estimated when such data as position, velocity, and acceleration are known. The parameters in the free model can be estimated using the input-output data and a controller can be designed based on the free model. The free model thus developed is shown to be controllable, observable, and robust. The accuracy of the free-model approximation can be improved by increasing the observation window and the order of the free model. The LQR method is applied to the free model to design power system stabilizers ...

• 대한기계학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.236-247
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• 1992

Optimization has been developed to minimize the cost function while satisfying constraints. Nonlinear Programming method is used as a tool for the optimization. Usually, cost and constraint function calculations are required in the engineering applications, but those calculations are extremely expensive. Especially, the function and sensitivity analyses cause a bottleneck in structural optimization which utilizes the Finite Element Method. Also, when the functions are quite noisy, the informations do not carry out proper role in the optimization process. An algorithm called "Second-order Approximation Method" has been proposed to overcome the difficulties recently. The cost and constraint functions are approximated by the second-order Taylor series expansion on a nominal points in the algorithm. An optimal design problem is defined with the approximated functions and the approximated problem is solved by a nonlinear programming numerical algorithm. The solution is included in a candidate point set which is evaluated for a new nominal point. Since the functions are approximated only by the function values, sensitivity informations are not needed. One-dimensional line search is unnecessary due to the fact that the nonlinear algorithm handles the approximated functions. In this research, the method is analyzed and the performance is evaluated. Several mathematical problems are created and some standard engineering problems are selected for the evaluation. Through numerical results, applicabilities of the algorithm to large scale and complex problems are presented.presented.

• 대한기계학회논문집A
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• 제20권12호
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• pp.3804-3821
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• 1996

The configuration optimization is a structural optimization method which includes the coordinates of a structure as well as the sectional properties in the design variable set. Effective reduction of the weight of discrete structures can be obrained by changing the geometry while satisfying stress, Ei;er bickling, displacement, and frequency constraints, etc. However, the nonlinearity due to the configuration variables may cause the difficulties of the convergence and expensive computational cost. An efficient approximation method for the configuration optimization has been developed to overcome the difficulties. The method approximates the constraint functions based onthe second-order Taylor series expansion with reciprocal design variables. The Hessian matrix is approzimated from the information on previous design points. The developed algotithms are coded and the examples are solved.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.411-420
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• 2009

본 연구는 계면경계를 갖는 포텐셜 문제의 해석를 위한 이동최소제곱 기반의 확장된 유한차분법을 제시한다. 이동최소제곱법을 이용한 Taylor 전개로부터 얻어진 근사함수에 쐐기함수를 도입하여 계면경계의 특이성을 모사한다. 지배방정식은 요소나 그리드없이 절점만을 이용해 이산화한다. 계면경계의 특이성은 절점에서 구성되는 근사식에 매입되기 때문에 계면경계의 기하학적 모델링으로 발생하는 수치적인 어려움을 피할 수 있다. 계면경계 조건으로 인해 전체 계방정식에 추가되는 미지수는 없지만, 계방정식을 과결정 시스템으로 만드므로 강성도 행렬을 대칭화하여 미지수와 방정식의 개수를 일치시켰다. 이로 인한 계산량 증가는 계면경계 모델링의 간소화로 인한 수치적인 이득과 맞바꿀 수 있다. 다양한 수치적 검증을 통해 개발된 해석기법이 쐐기거동과 점프를 성공적으로 묘사할 뿐만 아니라 계면경계를 갖는 포텐셜 문제 효율적이고 정확하게 해석할 수 있음을 보였다.

• 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.

• 대한기계학회논문집
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• 제9권1호
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• pp.31-39
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• 1985

본 연구에서는 비등방성 기재 안에 있는 두개의 비등방성 구형석출물에 대한 보다 일반적인 해법이 다루어진다. Green함수와 석출물의 특성함수(characteristic function)을 이용하여 변형도에 대한 적분방정식이 유도되었으며, Taylor급수를 이용 한 근사해가 얻어졌다.이 방법은 어떠한 대칭성도 필요로 하지 않으므로 석출물의 크기나 재질 등이 서로 다른 경우에 적용될 수 있으며 급수전개하는 점을 옮김으로써 기존의 연구에서보다 더욱 정확한 해를 얻을 수 있다. 또한 특성함수의 중첩이 가능 함을 이용하면 이 방법은 세개 또는 그 이상의 석출물을 갖는 계(system)에도 적용될 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.27-37
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• 1993

응력 및 변위제약 하에 뼈대구조물의 초소중량설계를 얻기 위한 효율적인 방법을 제안한다. 주문제작이 빈번히 이루어지는 공학설계의 응용을 위해 다음의 5가지 단면형상을 고려하였다.(rectangular형, frame형, tube형, channel형 그리고 I형). 최적화 과정의 효율성을 증진시키기 위해 구조응답량(절점력, 변위)을 단면성질에 대해 1차 Taylor급수 전개했고 반면에 단면치수를 설계변수로 고려하였다. 제안된 방법의 효율성과 신뢰성을 보이기 위해 수치예를 통해 다른 방법에 의한 결과와 비교하였다. 그 결과 구조해석의 수를 크게 감소시킬 수 있었으며 뼈대구조물의 최적화에 매우 효율적으로 적용될 수 있음을 알게 되었다.

• 전자공학회논문지S
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• 제36S권12호
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• pp.20-26
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• 1999

본 논문에서는 신호 부공간을 이용하여 표적들의 방위각 이노베이션을 구함으로써, 별도의 데이터연관 기법이 필요 없으며 간단한 구조의 효율적인 다중표적 방위각 추적 알고리즘을 제안하였다. 신호 부공간은 PAST와 같은 신호 부공간 추적 알고리즘을 이용하여 추정된다. 추정된 신호 부공간과 방위각 이노베이션이 만족시키는 비선형 행렬방정식을 유도하고, 이를 Taylor 급수 전개하여 선형근사화 한다. 이렇게 선형근사화하여 얻은 선형 행렬방정식으로부터 최소제곱법을 이용하여 방위각 이노베이션을 구한다. 다양한 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 제안한 알고리즘의 효율적이고 우수한 성능을 확인하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제4권4호
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• pp.187-200
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• 1992

Taylor 정리를 이용하여 평균위치에서의 Eulerian유속으로부터 수립자의 시간에 따른 Lagrangian 운동궤적을 결정하는 방법이 제안되었다. 이 방법을 Stokes 유한진폭파이론에 적용하여 고차 파성분을 포함하는 수립자의 운동궤적과 질양이동속도를 결정하였다. Stokes 5차파이론의 적용 결과, 평균위치에서의 Eulerian 유속으로부터 결정한 수립자의 운동궤적은 자유수면 부근을 제외하고는 5차파이론에 의한 순간속도에 의해 계산된 값과 매우 좋은 일치를 보여주었다. Stokes 5차파 이론에 의한 질양이동속도는 종전의 2차파이론에 의한 질양이동속도보다 전수심에서 작은 값을 보여준다.

• 한국해양공학회지
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• 제37권3호
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• pp.81-88
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• 2023

Maneuverability is a crucial factor for the safety and success of submarine missions. This paper introduces a mathematical model that considers the large drift and angle of attack motions of submarines. Various computational fluid dynamics (CFD) simulations were performed to adapt Karasuno's fishery vessel maneuvering mathematical model to submarines. The study also presents the procedure for obtaining the physics-based hydrodynamic coefficients proposed by Karasuno through CFD calculations. Based on these coefficients, the reconstructed forces and moments were compared with those obtained from CFD and to the hydrodynamic derivatives expressed by a Taylor expansion. The study also discusses the mathematical maneuvering model that accounts for the large drift angles and angles of attack of submarines. The comparison results showed that the proposed maneuvering mathematical model based on modified Karasno's model could cover a large range of motions, including horizontal motion and vertical motions. In particular, the results show that the physics-based mathematical maneuvering model can represent the forces and moments acting on the submarine hull during large drift and angle of attack motions. The proposed mathematical model based on the Karasuno model could obtain more accurate results than the Taylor third-order approximation-based mathematical model in estimating the hydrodynamic forces acting on submarines during large drift and angle of attack motions.