• 제목/요약/키워드: conjugate gradient

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Image deblurring via adaptive proximal conjugate gradient method

  • Pan, Han;Jing, Zhongliang;Li, Minzhe;Dong, Peng
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제9권11호
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    • pp.4604-4622
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    • 2015
  • It is not easy to reconstruct the geometrical characteristics of the distorted images captured by the devices. One of the most popular optimization methods is fast iterative shrinkage/ thresholding algorithm. In this paper, to deal with its approximation error and the turbulence of the decrease process, an adaptive proximal conjugate gradient (APCG) framework is proposed. It contains three stages. At first stage, a series of adaptive penalty matrices are generated iterate-to-iterate. Second, to trade off the reconstruction accuracy and the computational complexity of the resulting sub-problem, a practical solution is presented, which is characterized by solving the variable ellipsoidal-norm based sub-problem through exploiting the structure of the problem. Third, a correction step is introduced to improve the estimated accuracy. The numerical experiments of the proposed algorithm, in comparison to the favorable state-of-the-art methods, demonstrate the advantages of the proposed method and its potential.

Implementation and Experiments of Sparse Matrix Data Structure for Heat Conduction Equations

  • Kim, Jae-Gu;Lee, Ju-Hee;Park, Geun-Duk
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제20권12호
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    • pp.67-74
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    • 2015
  • The heat conduction equation, a type of a Poisson equation which can be applied in various areas of engineering is calculating its value with the iteration method in general. The equation which had difference discretization of the heat conduction equation is the simultaneous equation, and each line has the characteristic of expressing in sparse matrix of the equivalent number of none-zero elements with neighboring grids. In this paper, we propose a data structure for sparse matrix that can calculate the value faster with less memory use calculate the heat conduction equation. To verify whether the proposed data structure efficiently calculates the value compared to the other sparse matrix representations, we apply the representative iteration method, CG (Conjugate Gradient), and presents experiment results of time consumed to get values, calculation time of each step and relevant time consumption ratio, and memory usage amount. The results of this experiment could be used to estimate main elements of calculating the value of the general heat conduction equation, such as time consumed, the memory usage amount.

잡음과 오류제거를 위한 웨이블렛기반 반복적 영상복원 (Iterative Image Restoration Based on Wavelets for De-Noising and De-Ringing)

  • 이남용
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제5권4호
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    • pp.271-280
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    • 2004
  • 본 논문에서는 반복적 영상복원과정에서 자주 등장하는 경계관련 오류와 물체관련 오류를 효과적으로 제거하기 위한 새로운 반복적 영상복원방법을 제안하고자 한다. 제안한 방법은 반복과정내부에 웨이블렛 축소법을 이용한 변형된 CGM(Conjugate Gradient Method)을 이용하였다. 제안한 방법은 CGM과 같은 빠른 복원과 함께 웨이블렛 축소법에 의한 적응적인 잡음제거와 오류제거를 동시에 제공한다. 효과적인 잡음제거와 오류제거를 동시에 얻기 위해 웨이블렛 축소는 위치에 따라 변하는 웨이블렛 축소규칙을 사용하였다. 기존의 반복적 영상복원 알고리즘인 LR(Lucy-Richardson), CGM과의 비교실험을 통해 제한한 방법이 LR에 비교해서는 전체적으로 향상된 복원과 물체관련오류가 거의 없다는 측면, 그리고 CGM과의 비교에서는 물체 및 경계 관련오류가 거의 없다는 측면에서 기존의 방법에 비해 우수하다는 것을 확인하였다.

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마이크로스트립 패치 안테나의 다중 분해능 웨이블릿 산란해석법 (A Multiresolution Wavelet Scattering Analysis of Microstrip Patch antennas)

  • 강병용;주세훈;빈영부;김형훈;김형동
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제9권5호
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    • pp.640-647
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    • 1998
  • 다중 분해능 웨이블릿 해석법을 마이크로스트립 패치 안테나의 산란해석에 적용하였다. 다충구조에 대한 스펙 트럼 영역 그린 함수(spectral domain Green's dyad)의 특성올 공간-스펙트럼 영역 표현법을 이용하여 살펴보고, 스펙트럼 영역 웨이블릿을 주어진 문제에 적용하는 것이 유용함을 관찰하였다. 적분방정식에 모멘트법을 이 용하여 행렬방정식을 얻고, 그 풀이에 CG(conjugate gradient)법과 스펙트럼 영역 웨이블릿올 결합하여 효율 적으로 문제를 풀이할 수 있다. 단충구조 위에 놓인 정방형 패치에 대하여 기폰의 모멘트법 결과와 다충 분해능 웨이블릿 해석법올 적용한 결과를 비교하였다.

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송풍기 설계를 위한 수치최적설계기법의 응용 (Application of Numerical Optimization Technique to the Design of Fans)

  • 김광용;최재호;김태진;류호선
    • 설비공학논문집
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    • 제7권4호
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    • pp.566-576
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    • 1995
  • A Computational code has been developed in order to design axial fans by the numerical optimization techniques incorporated with flow analysis code solving three-dimensional Navier-Stokes equation. The steepest descent method and the conjugate gradient method are used to look for the search direction in the design space, and the golden section method is used for one-dimensional search. To solve the constrained optimization problem, sequential unconstrained minimization technique, SUMT, is used with imposed quadratic extended interior penalty functions. In the optimization of two-dimensional cascade design, the ratio of drag coefficient to lift coefficient is minimized by the design variables such as maximum thickness, maximum ordinate of camber and chord wise position of maximum ordinate. In the application of this numerical optimization technique to the design of an axial fan, the efficiency is maximized by the design variables related to the sweep angle distributed by quadratic function along the hub to tip of fan.

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2차원 익렬 익형의 최적역설계 (Optimum Inverse Design of 2-D Cascade Airfoil)

  • 조장근;박원규
    • 대한조선학회논문집
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    • 제39권4호
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    • pp.17-23
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    • 2002
  • 2차원 익렬 익형의 표면에 목적하는 압력계수 분포를 설정하고 그 압력계수의 분포에 해당하는 형상을 설계하기 위해 임의의 초기형상으로부터 목적 형상에 근접해가도록 최적화 기법을 도입하여 역설계를 수행하였다. 목적함수인 표면압력계수를 구하기 위해 비직교 일반좌표계상의 2차원 비압축성 나비어-스톡스 방정식을 사용하였으며 목적함수의 감소를 위해서는 최속강하법과 공액 경사도 방법을 사용하였다. 해의 탐색방향을 위해 1차 정확도의 유한 차분화를 행하였고, 해의 탐색거리를 위해 황금분할법을 사용하였다. 본 연구의 결과, 목적한 형상으로의 수렴성이 뛰어남을 확인할 수 있었다.

신경망을 이용한 포병모의훈련체계 향상방안 (Enhancement of Artillery Simulation Training System by Neural Network)

  • 류혜준;고효헌;김지현;김성식
    • 한국국방경영분석학회지
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    • 제34권1호
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    • pp.1-11
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    • 2008
  • 본 연구에서는 다양하고 복잡한 변수간의 비선형적인 관계를 분석할 수 있는 신경망의 특성을 이용하여 곡사화기를 사용하는 포병의 모의훈련체계를 향상시킬 수 있는 방안을 제시하였다. 신경망 모델은 Conjugate Gradient 학습알고리즘을 사용하였고, 모델의 신뢰성은 모의실험을 통해 수학적 회귀분석모델과 신경망 모델의 예측오차를 비교하여 입증하였다. 신경망모델을 곡사화기 모의훈련체계 개선에 활용한다면, 보다 실전적인 모의훈련을 가능하게 하여 전투력 향상 및 예산절감에도 크게 기여할 것이다.

LOG함수의 특성을 이용한 영상잡음제거(1) (A Study on Image restoration Algorithm using LOG function character)

  • 권기홍
    • 한국컴퓨터산업학회논문지
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    • 제6권3호
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    • pp.447-456
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    • 2005
  • 국부 반복 복원 처리는 영상 전체를 반복 복원하는 기존의 반복 복원과는 달리, 영상을 국부적으로 구분하여, 변화량이 큰 부분은 기존의 반복 복원으로 처리하고 변화량이 적은 부분은 LOG함수의 특성을 이용하여 신장 시킨 다음 처리하고, 다시 압축시키므로, 기존의 반복 복원 처리보다도 MSE(Mean Square Error)를 월등히 줄일 수 있을 뿐 아니라 변화량이 적은 부분도 처리가 잘되고, 또 기존의 반복처리 방법이 갖는, 적은 메모리 용량의 소요, 비선형 제약조건의 사용 가능, 약간의 변형으로 언제나 수렴성을 보장하는 등의 장점을 모두 가진다. 이 방법을 영상에 적용시킨 결과, MSE의 현저한 감소, 반복횟수 감소에 따른 반복시간 단축을 확인 할 수 있었다. 그러므로, 이 방법은 MSE를 줄이고 또한 처리 시간 단축을 목적으로 하는 영상의 복원에 적용될 수 있는 매우 우수한 방법임을 알 수 있다.

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Numerical study on conjugate heat transfer in a liquid-metal-cooled pipe based on a four-equation turbulent heat transfer model

  • Xian-Wen Li;Xing-Kang Su;Long Gu;Xiang-Yang Wang;Da-Jun Fan
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제55권5호
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    • pp.1802-1813
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    • 2023
  • Conjugate heat transfer between liquid metal and solid is a common phenomenon in a liquid-metal-cooled fast reactor's fuel assembly and heat exchanger, dramatically affecting the reactor's safety and economy. Therefore, comprehensively studying the sophisticated conjugate heat transfer in a liquid-metal-cooled fast reactor is profound. However, it has been evidenced that the traditional Simple Gradient Diffusion Hypothesis (SGDH), assuming a constant turbulent Prandtl number (Prt,, usually 0.85 - 1.0), is inappropriate in the Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations of liquid metal. In recent decades, numerous studies have been performed on the four-equation model, which is expected to improve the precision of liquid metal's CFD simulations but has not been introduced into the conjugate heat transfer calculation between liquid metal and solid. Consequently, a four-equation model, consisting of the Abe k - ε turbulence model and the Manservisi k𝜃 - ε𝜃 heat transfer model, is applied to study the conjugate heat transfer concerning liquid metal in the present work. To verify the numerical validity of the four-equation model used in the conjugate heat transfer simulations, we reproduce Johnson's experiments of the liquid lead-bismuth-cooled turbulent pipe flow using the four-equation model and the traditional SGDH model. The simulation results obtained with different models are compared with the available experimental data, revealing that the relative errors of the local Nusselt number and mean heat transfer coefficient obtained with the four-equation model are considerably reduced compared with the SGDH model. Then, the thermal-hydraulic characteristics of liquid metal turbulent pipe flow obtained with the four-equation model are analyzed. Moreover, the impact of the turbulence model used in the four-equation model on overall simulation performance is investigated. At last, the effectiveness of the four-equation model in the CFD simulations of liquid sodium conjugate heat transfer is assessed. This paper mainly proves that it is feasible to use the four-equation model in the study of liquid metal conjugate heat transfer and provides a reference for the research of conjugate heat transfer in a liquid-metal-cooled fast reactor.

Modified gradient methods hybridized with Tikhonov regularization for damage identification of spatial structure

  • Naseralavi, S.S.;Shojaee, S.;Ahmadi, M.
    • Smart Structures and Systems
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    • 제18권5호
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    • pp.839-864
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    • 2016
  • This paper presents an efficient method for updating the structural finite element model. Model updating is performed through minimizing the difference between the recorded acceleration of a real damaged structure and a hypothetical damaged one. This is performed by updating physical parameters (module of elasticity in this study) in each step using iterative process of modified nonlinear conjugate gradient (M-NCG) and modified Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno algorithm (M-BFGS) separately. These algorithms are based on sensitivity analysis and provide a solution for nonlinear damage detection problem. Three illustrative test examples are considered to assess the performance of the proposed method. Finally, it is demonstrated that the proposed method is satisfactory for detecting the location and ratio of structural damage in presence of noise.