• 제목/요약/키워드: Theodorsen equation

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A Study on the Methods for Solving the Theodorsen Equation for Numerical Conformal Mapping

  • Song, Eun-Jee
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제10권1호
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    • pp.66-70
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    • 2012
  • Conformal mapping has been a familiar tool of science and engineering for generations. Determination of a conformal map from the unit disk onto the Jordan region is reduced to solving the Theodorsen equation, which is an integral equation for boundary correspondence functions. There are many methods for solving the Theodorsen equation. It is the goal of numerical conformal mapping to find methods that are at once fast, accurate, and reliable. In this paper, we analyze Niethammer’s solution based on successive over-relaxation (SOR) iteration and Wegmann’s solution based on Newton iteration, and compare them to determine which one is more effective. Through several numerical experiments with these two methods, we can see that Niethammer’s method is more effective than Wegmann’s when the degree of the problem is low and Wegmann’s method is more effective than Niethammer’s when the degree of the problem is high.

저주파 필터를 이용한 Wegmann 방법의 개량에 관한 연구 (A Study on Improvement of Wegmann's method by Low Frequency pass Filter)

  • 송은지
    • 정보처리학회논문지A
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    • 제8A권4호
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    • pp.503-508
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    • 2001
  • 2차원 Laplace방정식이 나타나는 열전도, 정전(靜電)potential, 유체(流體)의 문제 등에 등각사상이 유용하게 쓰이고 있다. 단위원 내부로부터 Jordan 영역 내부에로의 수치등각사상을 구하는 것은 비선형 적분방정식인 Theodorsen방정식을 푸는 것으로 귀착된다. 저자는 Theodorsen방정식을 구하는 해법 중 유효한 해법의 하나로 알려진 H bner의 방법을 소개하고 개선한 바 있다[1, 2]. 여기서는 계산량에 있어서 H bner보다 유리한 Wegmann의 방법을 다룬다. Wgmann방법에 의해 계산기상에 실현한 결과 난이도가 높은 문제에서는 수렴했다가 발산하는 문제점이 지적되었다. 본 논문에서는 Wegmann의 문제점을 이론적으로 분석하여 저주파필터에 의하여 개선한 방법을 제안하고 개선한 방법에 의한 수치 실험결과를 보고한다.

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저주파 필터를 이용한 수치등각사상에 관한 연구 (A Study on Numerical Conformal Mapping by Low Frequency pass Filter)

  • 송은지
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2009년도 추계학술대회
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    • pp.821-824
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    • 2009
  • 등각사상은 함수론의 기본적인 문제의 하나로 물리학, 공학 등에 응용되고 있다. 예를 들어 선박이나 비행기의 모양을 고려할 때 나타나는 유체의 문제등에 유용하게 쓰이고 있다. 본 논문에서는 단위원 내부로부터 Jordan 영역 내부에로의 수치등각사상을 구하는 문제를 다루는데 이것은 비선형 적분방정식인 Theodorsen방정식을 푸는 것으로 귀착된다. Theodorsen방정식을 구하는 해법 중 Wegmann의 방법은 계산량에 있어서 가장 유효하다고 알려져 있다. 그러나 수치실험을 통하여 난이도가 높은 문제에 있어 수렴하지 않는 문제점을 발견하게 되었다. 본 논문에서는 수렴하지 않는 불안정의 원인을 이론적으로 분석하고 저주파필터에 의하여 개선한 방법을 제안한다. 개선한 방법에 의한 수치 실험결과를 보고한다.

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A Study on the Effective Algorithm by Fourier Transform for Numerical Conformal Mapping

  • Song, Eun-Jee
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제8권3호
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    • pp.312-316
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    • 2010
  • Conformal mapping has been a familiar tool of science and engineering for generations. The methods of numerical mapping are usually classified into those which construct the map from standard domain such as the unit disk onto the 'problem domain', and those which construct the map in the reverse direction. We treat numerical conformal mapping from the unit disk onto the Jordan regions as the problem domain in this paper. The traditional standard methods of this type are based on Theodorsen integral equation. Wegmann's method is well known as a Newton-like efficient one for solving Theodorsen equation. An improved method for convergence by applying low frequency pass filter to the Wegmann's method was proposed. In this paper we propose an effective algorithm for numerical conformal mapping based on the improved method. This algorithm is able to determine the discrete numbers and initial values automatically in accordance with the given region and the required accuracy. This results come from analyzing the shape of given domain as seen in the Fourier Transform.

A STUDY ON STABILIZATION FOR NUMERICAL CONFORMAL MAPPING

  • SONG EUN-JEE
    • Journal of applied mathematics & informatics
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    • 제20권1_2호
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    • pp.611-621
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    • 2006
  • This paper is to discuss the numerical conformal mapping from the unit disk onto Jordan region, which can be solved by Theodorsen equation. Wegmann's method has been known as the most efficient one for the Theodorsen equation. However, we found divergence through numerical experiments by the iterative method of Wegmann. The divergence occurs especially when some degree of difficulty is high. We analyze the cause of divergence and propose an improved method by applying a low frequency pass filter to Wegmann's method. By this proposed method we can get a stable convergence for all the problems which was unstable with the Wegmann's method.

A STUDY ON THE EFFECTIVE ALGORITHMS BASED ON THE WEGMANN'S METHOD

  • Song, Eun-Jee
    • Journal of applied mathematics & informatics
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    • 제20권1_2호
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    • pp.595-602
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    • 2006
  • Determinations of conformal map from the unit disk onto a Jordan region are reduced to solve the Theodorsen equation which is an integral equation for the boundary correspondence function. Among numerical conformal maps the Wegmann's method is well known as a Newton efficient one for solving Theodorsen equation. However this method has not so wide class of convergence. We proposed as an improved method for convergence by applying a low frequency filter to the Wegmann's method. In this paper, we investigate error analysis and propose an automatic algorithm based on this analysis.

저주파필터를 이용한 Theodorsen 방정식 해법의 수렴성에 관한 연구 (A study on the convergence of method for Theodorsen equation by low frequency pass filter)

  • 송은지
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2002년도 추계학술발표논문집 (상)
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    • pp.419-422
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    • 2002
  • 저자는 등각사상을 추하기 위한 기존의 여러 Theodorsen 방정식의 해법 중 가장 유효한 해법으로 알려져 있는 Wegmann의 방법을 다룬바 있다. Wegmann의 방법으로 수치실험을 한 결과 난이도가 높다고 예상되는 문제에 있어 수렴했다가 발산을 하는 불안정현상이 나타났으며 수렴하지 않는 불안정현상의 원인을 분석하여 저주파필터를 적용한 새로운 반복법을 제안하여 Wegmann 방법으로는 발산하는 모든 문제에 있어서 수렴하는 수치실험 결과를 얻었다[1]. 본 논문에서는 저주파필터를 적용한 해법에 의해 수치적으로 수렴한 결과를 이론적으로 증명한다.

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수치등각사상의 Theodorsen방정식해법에 관한 연구 (A Study on Methods for Solving Theodorsen Equation in Numerical Conformal Mapping)

  • 송은지
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2010년도 추계학술발표대회
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    • pp.1839-1842
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    • 2010
  • 등각사상은 함수론의 기본적인 문제로 2차원 Laplace방정식이 나타나는 열전도, 정전(靜電) potential, 유체의 문제에 이용되는 등 공학이나 물리학에서 그 응용분야가 넓다. 수치등각사상의 목적은 보다 빠르고, 보다 정확하며, 보다 적용범위가 넓은 계산법을 연구하는데 있다. 단위원 내부로부터 Jordan 영역 내부로의 등각사상을 구하는 문제는 비선형 방정식인 Theodorsen 방정식을 푸는 것으로 귀결된다. Theodorsen 방정식에 관해서는 여러 가지 수치해법이 제안되어 있는데 본 논문에서는 그 중 SOR 법인 Niethammer와 Newton법인 Vertgeim의 방법을 다루어 비교, 분석하였다. 이 2가지 방법을 실제 계산기상에 실현시켜 수치실험을 하여 그 유효성을 비교, 분석한 결과 난이도가 낮은 문제에서는 Niethammer의 방법이 난이도가 높은 문제에서는 Vertgeim이 제안한 방법이 유효함을 알게 되었다.

Hubner 방법에 기초한 수치등각사상의 자동화 알고리즘 (Automatic algorithm for Numerical conformal mapping based on the Hubner's Method)

  • 송은지
    • 한국정보처리학회논문지
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    • 제6권10호
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    • pp.2716-2721
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    • 1999
  • The problem of determining the conformal maps from the unit disk onto a jordan region has been completed by solving the theodorsen equation that is nonlinear. For the hubners method, which has been well known for the efficient method among the many suggestions for the Theodorsen equation, it has been reproved in our early study that the convergence rate could be remarkably improved by exploring and applying a low-frequency pass filter[1]. However, in the Hubner's method with the low-frequency filter, the discrete numbers and parameters of the low-frequency filter were able to be acquired only by experience. In this paper we show algorithms that determine the discrete numbers and parameters of the low-frequency filter automatically in accordance with the given region. This results from analyzing the function, which decides the shape of the given domain under the assumption that the degree of the problem depends of the transformation of a given domain, as seen in the Fourier Transform.

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수치등각사상의 자동화 알고리즘에 관한 연구 (A study on the Automatic Algorithm for Numerical Conformal Mapping)

  • 송은지
    • 정보처리학회논문지A
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    • 제14A권1호
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    • pp.73-76
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    • 2007
  • 단위원의 내부로부터 Jordan 영역으로의 등각사상을 구하는 것은 일반적으로 비선형방정식인 Theodorsen 방정식을 푸는 것으로 귀결된다. 저자는 이 비선형 방정식의 수치적 해법 중 가장 효율적인 방법으로 알려진 Wegmann의 해법에 저주파 필터를 적용하여 개선하고 새로운 산법의 수렴성을 이론적으로 증명한 바 있다[1, 2]. 또한 이 해법에 있어 참값을 모르더라도 오차평가가 가능한 방법을 제안하였다[3]. 본 논문에서는 참값을 모르더라도 오차평가가 가능한 연구결과를 이용하여 주어진 문제영역과 허용오차에 따라 자동으로 수치등각사상이 결정되는 알고리즘을 제안한다. 이 알고리즘에서는 지금까지 경험에 의존했었던 표본수와 저주파 필터 파라메터가 주어진 문제영역에 따라 자동으로 결정된다. 이것은 문제의 난이도가 문제영역의 변형에 의존한다는 전제로 문제영역의 모양을 결정하는 함수를 Fourier 급수로 전개, 분석하여 얻을 수 있다. 수치실험을 통해 그 유효성을 입증한다.