KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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v.11
no.9
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pp.4379-4397
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2017
Three different improvements of the Velocity-based model were proposed in a minimal velocity-based pedestrian model. The improvements of the models are based on the different agent forms. The different representations of the agent lead to different results, in this paper, we simulated the pedestrian movements in some typical scenes by using different agent forms, and the agent forms included the circles with different radiuses, the ellipse and the multi-circle stand for one pedestrian. We have proposed a novel model of pedestrian dynamics to optimize the simulation. Our model specifies the pedestrian behavior using a dynamic ellipse, which is parameterized by their velocity and can improve the simulaton accuracy. We found a representation of the pedestrian much closer to the reality. The phenomena of the self-organization can be observable in the improved models.
To understand the observed kinematics in the narrow-line region (NLR) of type 2 AGNs, we construct a model of 3-D biconical outflow combined with a thin dust plane. The model consists of two identical cones whose apex is located at the nucleus, and the cones are axisymmetric with respect to the bicone axis. After we define the properties of the bicone and the dust plane, we calculate a spatially integrated velocity and velocity dispersion along the line-of-sight using various physical parameters. As we test the effect of model parameters, we find three key parameters determining the integrated kinematics: intrinsic outflow velocity, bicone inclination, and the amount of dust extinction. The velocity dispersion increases as the intrinsic outflow velocity or the bicone inclination increases, while the velocity shift increases as the amount of dust extinction increases. We confirm that the integrated velocity dispersion can be a good indicator of the intrinsic outflow velocity unless dust extinction is not very strong (>~80%), while the effect of dust extinction can be alleviated by combining the integrated velocity and the velocity dispersion. Based on the simulated velocity distributions using the 3-D models, the variety of the observed [O $_{III}$] line profiles of type 2 AGNs can be well reproduced. In addition, we perform Monte Carlo simulations based on the different sets of model parameters. By comparing the model results with the observed [O $_{III}$] kinematics of ~39,000 SDSS type 2 AGNs (Woo et al. 2016), we find that the observed [O $_{III}$] velocity-velocity dispersion distribution is well reproduced by the biconical outflow model, enabling us to constrain the intrinsic physical parameters of outflows.
This paper adopts autoregressive (AR) model to simulate the wind velocity of spatial three-dimensional fields in accordance with the time and space dependent characteristics of the 3-D fields. Based on the built MATLAB programming, this paper discusses in detail the issues of the AR model deduced by matrix form in the simulation and proposes the corresponding solving methods: the over-relaxation iteration to solve the large sparse matrix equations produced by large number of degrees of freedom of structures; the improved Gauss formula to calculate the numerical integral equations which integral functions contain oscillating functions; the mixed congruence and central limit theorem of Lindberg-Levy to generate random numbers. This paper also develops a method of ascertaining the rank of the AR model. The numerical examples show that all those methods are stable and reliable, which can be used to simulate the wind velocity of all large span structures in civil engineering.
Journal of the Korean Society of Mechanical Technology
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v.20
no.6
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pp.844-851
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2018
In this study, the regression equation was suggested to predict of the shot ball velocity according to blade shapes based on discrete element (DE) analysis. First, the flat type blade DE model was used in the analysis, the validity of the DE model was verified by giving that the velocity of the shot ball almost equal to the theoretical one. Next, the DE analyses for curved and combined blade models was accomplished, and their analytical velocities of shot ball were compared with the theoretical one. The velocity of combined blade model was greatest. From this, the regression equation for velocity of shot ball according to the blade shape based on the DE analysis was derived. Additionally, the wind speed measurement experiment was carried out, and the experimental result and analytical one were the same. Ultimately, it was confirmed that the prediction method of the velocity of shot ball based on DE analysis was effective.
To model the aeroelasticity in vortex-induced vibrations (VIV) of slender tubular towers, this paper presents an approach where the aerodynamic damping distribution along the height of the structure is calculated not only as a function of the normalized lateral oscillation but also considering the local incoming wind velocity ratio to the critical velocity (velocity ratio). The three-dimensionality of aerodynamic damping depending on the tower's displacement and the velocity ratio has been observed in recent studies. A contour map model of aerodynamic damping is generated based on the forced vibration tests. A sectional calculation procedure based on the spectral method is developed by defining the aerodynamic damping locally at each increment of height. The proposed contour map model of aerodynamic damping and the sectional calculation procedure are validated with full-scale measurement data sets of a rotorless wind turbine tower, where good agreement between the prediction and measured values is obtained. The prediction of cross-wind response of the wind turbine tower is performed over a range of wind speeds which allows the estimation of resulting fatigue damage. The proposed model gives more realistic prediction in comparison to the approach included in current standards.
In this paper, we present a real-time physical simulation model of water surfaces with a novel method to represent the water mass flow in full three dimensions. In a physical simulation model, the state of the water surfaces is represented by a set of physical values, including height, velocity, and the gradient. The evolution of the velocity field in previous works is handled by a velocity solver based on the Navier-Stokes equations, which occurs as a result of the unevenness of the velocity propagation. In this paper, we integrate the principle of the mass conservation in a fluid of equilateral density to upgrade the height field from the unevenness, which in mathematical terms can be represented by the divergence operator. Thus the model generates waves induced by horizontal velocity, offering a simulation that puts forces added in all direction into account when calculating the values for height and velocity for the next frame. Other effects such as reflection off the boundaries, and interactions with floating objects are involved in our method. The implementation of our method demonstrates to run with fast speed scalable to real-time rates even for large simulation domains. Therefore, our model is appropriate for a real-time and large scale water surface simulation into which the animator wishes to visualize the global fluid flow as a main emphasis.
This paper deals with a control technique of eliminating the transient vibration with respect to a waist axis of an articulated robot. This control technique is based on a model-based control in order to establish the damping effect on the driven mechanical part. The control model is composed of reduced-order electrical and mechanical parts related to the velocity control loop. The parameters of the control model can be obtained from design data or experimental data. This model estimates a load speed converted to the motor shaft. The difference between the estimated load speed and the motor speed is calculated dynamically, and it is added to the velocity command to suppress the transient vibration. This control method is applied to an articulated robot regarded as a time-invariant system. The effectiveness of the model-based control integrated into the position control loop is verified by simulations. Simulations show satisfactory control results to reduce the transient vibration at the end-effector.
There always exist the spatial variations of material properties such as a shear wave velocity in a dam and between same type dams. These uncertainties cause those in evaluation of a shear wave velocity profile of a dam and should be considered in determining the shear wave velocity profile for a rockfill zone of a fill dam. In this paper, these uncertainties of a shear wave velocity in the rockfill zone of the fill dam in Korea are evaluated. And the shear wave velocity profile model considering these uncertainties in rockfillzone is proposed using the method based on Harmonic wavelet transform. The proposed shear wave velocity profile model is compared with Sawada-Takahashi model widely used for evaluation of a shear wave velocity profile of a rockfill zone of fill dams.
International Journal of Control, Automation, and Systems
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v.1
no.3
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pp.263-270
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2003
This paper deals with a control technique of eliminating the transient vibration of a waist axis of an articulated robot. This technique is based on a model-based control in order to establish the damping effect on the mechanical part. The control model is related to the velocity control loop, and it is composed of reduced-order electrical and mechanical parts. Using this model, the velocity of the load is estimated, which is converted to the motor shaft. The difference between the estimated load speed and the motor speed is calculated dynamically, and it is added to the velocity command to suppress the transient vibration of a waist axis of the robot arm. The function of this technique is to increase the cut-off frequency of the system and the damping ratio at the driven machine part. This control model is easily obtained from design or experimental data and its algorithm can be easily installed in a DSP. This control technique is applied to a waist axis of an articulated robot composed of a harmonic drive gear reducer and a robot arm with 5 degrees of freedom. Simulations and experiments show satisfactory control results to reduce the transient vibration at the end-effector.
Automatic large scale soil model generation is very critical stage for earthquake hazard simulation of urban areas. Manual model development may cause some data losses and may not be effective when there are too many data from different soil observations in a wide area. Geographic information systems (GIS) for storing and analyzing spatial data help scientists to generate better models automatically. Although the original soil observations were limited to soil profile data, the recent developments in mapping technology, interpolation methods, and remote sensing have provided advanced soil model developments. Together with advanced computational technology, it is possible to handle much larger volumes of data. The scientists may solve difficult problems of describing the spatial variation of soil. In this study, an algorithm is proposed for automatic three dimensional soil and velocity model development of southern part of the European side of Istanbul next to Sea of Marmara based on GIS data. In the proposed algorithm, firstly bedrock surface is generated from integration of geological and geophysical measurements. Then, layer surface contacts are integrated with data gathered in vertical borings, and interpolations are interpreted on sections between the borings automatically. Three dimensional underground geology model is prepared using boring data, geologic cross sections and formation base contours drawn in the light of these data. During the preparation of the model, classification studies are made based on formation models. Then, 3D velocity models are developed by using geophysical measurements such as refraction-microtremor, array microtremor and PS logging. The soil and velocity models are integrated and final soil model is obtained. All stages of this algorithm are carried out automatically in the selected urban area. The system directly reads the GIS soil data in the selected part of urban area and 3D soil model is automatically developed for large scale earthquake hazard simulation studies.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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