• 제목/요약/키워드: Tridiagonal Matrix

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LANCZOS 알고리즘에 기초한 비선형 트랜지언트 열전달 해석 (Nonlinear Transient Heat Transfer Analysis Based on LANCZOS Coordinates)

  • 임창균;장승필
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제10권2호통권35호
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    • pp.317-326
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    • 1998
  • 강섬유보강 적층복합구조물에서 온도의 변화는 구조물의 응답에 중요한 영향을 미칠수 있다 온도의 급작스런 변화는 재료의 강도와 성질을 현저히 저하시켜 구조물의 대변형, 좌굴, 고응력상태를 유발하는 중요한 인자가 된다. 본 연구에서는 등분포로 재하된 온도하중에 의한 적층복합판의 온도좌굴에 관한 해석을 수행하였다. 전단변형의 효과를 정확히 고려하기위해 5개의 변수로 구성된 고차전단변형이론을 적용하였다. 적층판의 배열각도, 적층판의 수, 폭-두께비의 변화, 형상비의 변화에 따른 임계좌굴온도를 구하여 1차전단변형이론에 의한 결과와 고전적이론에 의한 결과와 비교분석하였다.

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풍상차분법을 이용한 압축기 익렬유동 해석 (Compressor Cascade Flow Analysis by Using Upwind Flux Difference Splitting Method)

  • 권창오;송동주;강신형
    • 대한기계학회논문집
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    • 제18권3호
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    • pp.653-661
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    • 1994
  • In this paper the CSCM type upwind flux difference splitting Navier-Stokes method has been applied to study the ARL-SL19 supersonic/transonic compressor cascade flow. H-type grid was chosen for its simplicity in applying cyclic tridiagonal matrix algorithm along with conventional slip/no-slip boundary conditions. The thin-layer algebraic model of Baldwin-Lomax was employed for the calculation of turbulent flows. The test case inlet Mach No. was 1.612 and inlet/exit pressure ratio($P_2/P_1$) was 2.15. The results were compared with experimental results from current method were compared well in suction surface with the experiments and other computational results; however, not well in pressure surface. It might be due to the complex flowfields such as shock/boundary layer interaction, turbulence, and flow separation, etc. In the future, a proper turbulence modelling and adaptive grid system will be studied to improve the solution quality.

AN IMPLICIT NUMERICAL SCHEME FOR SOLUTION OF INCOMPRESSIBLE NAVIER-STOKES EQUATIONS ON CURVILINEAR GRIDS

  • Fayyaz, Hassan;Shah, Abdullah
    • 대한수학회보
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    • 제55권3호
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    • pp.881-898
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    • 2018
  • This article deals with implementation of a high-order finite difference scheme for numerical solution of the incompressible Navier-Stokes equations on curvilinear grids. The numerical scheme is based on pseudo-compressibility approach. A fifth-order upwind compact scheme is used to approximate the inviscid fluxes while the discretization of metric and viscous terms is accomplished using sixth-order central compact scheme. An implicit Euler method is used for discretization of the pseudo-time derivative to obtain the steady-state solution. The resulting block tridiagonal matrix system is solved by approximate factorization based alternating direction implicit scheme (AF-ADI) which consists of an alternate sweep in each direction for every pseudo-time step. The convergence and efficiency of the method are evaluated by solving some 2D benchmark problems. Finally, computed results are compared with numerical results in the literature and a good agreement is observed.

A Fast Poisson Solver of Second-Order Accuracy for Isolated Systems in Three-Dimensional Cartesian and Cylindrical Coordinates

  • Moon, Sanghyuk;Kim, Woong-Tae;Ostriker, Eve C.
    • 천문학회보
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    • 제44권1호
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    • pp.46.1-46.1
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    • 2019
  • We present an accurate and efficient method to calculate the gravitational potential of an isolated system in three-dimensional Cartesian and cylindrical coordinates subject to vacuum (open) boundary conditions. Our method consists of two parts: an interior solver and a boundary solver. The interior solver adopts an eigenfunction expansion method together with a tridiagonal matrix solver to solve the Poisson equation subject to the zero boundary condition. The boundary solver employs James's method to calculate the boundary potential due to the screening charges required to keep the zero boundary condition for the interior solver. A full computation of gravitational potential requires running the interior solver twice and the boundary solver once. We develop a method to compute the discrete Green's function in cylindrical coordinates, which is an integral part of the James algorithm to maintain second-order accuracy. We implement our method in the {\tt Athena++} magnetohydrodynamics code, and perform various tests to check that our solver is second-order accurate and exhibits good parallel performance.

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고층건물의 효율적인 구조해석 (An Efficient Structural Analysis of Multistory Buildings)

  • 김경호;이동근
    • 대한토목학회논문집
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    • 제7권2호
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    • pp.141-153
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    • 1987
  • 고층 건물의 정확한 거동을 구하기 위한 구조 해석은 컴퓨터 적용의 중요한 분야로 취급되어 왔다. 본 논문에서는 건축구조물에 대한 3차원적인 해석방법을 연구하였다. 이 해석 방법은 건물을 각각의 독립된 프레임의 조합체로 보고 해석하므로 매우 효율적이며, 건물의 3차원적인 거동에 관한 고려는 건물이나 하중이 대칭이 아닐 때는 특히 중요하다. 그리고 matrix condensation 기법을 이용함으로써 컴퓨터의 용량과 해석 시간이 상당히 절약되므로 매우 경제적이다. 본 논문의 건물 구조해석 컴퓨터 프로그램 PFS의 정확성과 효율성을 증명하기 위해 여러가지 예제들에 대해서 SAPIV 에 의한 해석 결과와 비교하였다. 그러므로, 본 논문에서 제안한 해석방법은 고층 건물의 구조 설계에서 매우 효율적이라 할 수 있다.

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Vibration-mode-based story damage and global damage of reinforced concrete frames

  • Guo, Xiang;He, Zheng
    • Earthquakes and Structures
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    • 제14권6호
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    • pp.589-598
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    • 2018
  • An attempt is conducted to explore the relationship between the macroscopic global damage and the local damage of shear-type RC frames. A story damage index, which can be expressed as multi-variate functions of modal parameters, is deduced based on the tridiagonal matrix of the shear-type frame. The global damage model is also originated from structural modal parameters. Due to the connection of modal damage indexes, the relationship between the macroscopic global damage and the local story damage is reasonably established. In order to validate the derivation, a case study is carried out via an 8-story shear-type frame. The sensitivities of modal damage indexes to the location and severity of local story damages are studied. The evolution of the global damage is investigated as well. Results show that the global damage is sensitive to the degree of story damage, but it's not sensitive to its location. As the number of the damaged stories increases, more and more modes will be involved. Meanwhile, the global damage evolution curve changes from the concave shape to the S-type and then finally transforms into the convex shape. Through the proposed story damage, modal damage and global damage model, a multi-level damage assessment method is established.

인수분해 된 분모를 갖는 두 변수 유리함수 근사에 기반한 3차원 음향 포물선 방정식 제곱근 연산자의 분할기법 제안 (Suggestion for a splitting technique of the square-root operator of three dimensional acoustic parabolic equation based on two variable rational approximant with a factored denominator)

  • 이근화
    • 한국음향학회지
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    • 제36권1호
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    • pp.1-11
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    • 2017
  • 본 연구에서는 두 변수 유리함수 근사법에 기반한 3차원 음향 포물선 방정식의 제곱근 연산자의 새로운 근사식을 제안한다. 이 근사식은 기존의 제곱근 연산자에 대한 근사 연구와 비교해서 두 가지의 장점을 가진다. 첫 번째는 광대역 각도 능력이다. 제안된 식은 방위각 $45^{\circ}$에서 3차원 음향 포물선 방정식의 거리 축으로부터 $62^{\circ}$까지 넓은 각도에 대해 정확도를 가지는데, 이 값은 기존에 연구된 3차원 음향 포물선 방정식 알고리즘의 각도 한계의 약 세 배이다. 두 번째로는 본 근사식의 분모는 수심과 횡 거리에 대한 연산자의 곱으로 표현된다는 점이다. 이러한 분할 형태는 3차원 포물선 방정식을 손쉽게 삼중대각행렬 방정식으로 변환할 수 있다는 점에서 수치해석에서 선호된다. 제안된 식의 성능을 검증하기 위해 위상 오차분석을 통해 타 근사법과의 비교 연구가 수행되었고, 제안된 방법은 가장 우수한 성능을 보였다.