• 제목/요약/키워드: differential difference equations

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사료의 아미노산 조성에 따른 돼지의 단백질 축적을 나타내는 수치모델 (A Simulation Model for the protein Deposition of Pigs According to Amino Acid Composition of Feed Proteins)

  • 이옥희;김강성
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.178-190
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    • 1999
  • This study was conducted to develop a simulation model for the growth dynamics of pigs and to describe quantitatively protein deposition depending on the amino acid composition of feed protein. In the model it is assumed that the essential processes that determine the utilization of feed protein in the whole body are protein synthesis, breakdown of protein, and oxidation of amino acid. Besides, it is also assumed that occurrence of protein deposition depends on genetic potential and amino acid composition of feed protein. The genetic potential for the protein deposition is the maximum capacity of protein synthesis, being dependent on the protein mass of the whole body. To describe the effect of amino acid composition of feed on the protein deposition, a factor, which consist of ten amino acid functions and lie between 0 and 1, is introduced. Accordingly a model was developed, which is described with 15 flux equations and 11 differential equations and is composed of two compartments. The model describes non linear structure of the protein utilization system of an organism, which is in non steady state. The objective function for the simulation was protein deposition(g/day) cal culated according to the empirical model, PAF(product of amino acid functions) of Menke. The mean of relative difference between the simulated protein deposition and PAF calculated values, lied in a range of 11.8%. The simulated protein synthesis and breakdown rates(g/day) in the whole body showed a parallel behavior in the course of growth.

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휴대폰 전자파에 노출된 頭部에 흡수되는 SAR의 FDTD에 의한 해석 (FDTD Calculation for SAR Induced in a Head Model by the Electromagnetic Fields Irradiated from a Cellular Phone)

  • 이윤경;임현준;우종우;윤현보
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제9권1호
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    • pp.1-7
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    • 1998
  • 모노폴 안테나를 갖는 휴대폰의 근거리 전자계블 맥스웰 방정식의 적분형을 이용한 FDTD 수식으로부터 계산 하였다. 이 전자계 값을 기존의 맥스웰 방정식의 미분형인 FDTD 수식에 대입하여 頭部의 전자파 노출 부위에 따른 SAR 분포플 계산하였다. 頭部는 유전율과 도전율이 같은 각 부분을 5 mm 크기인 80,000 개의 정육면체 셀로 분할하였고 휴대폰의 입력 전력은 0.6 W 이며 동작 주파수는 833 MHz로 하였다. 안테나로부터 2cm 떨어진 거리에서 頭部모형내 유기되는 최대 SAR 값은 1.5 [W/kg] 이었으며 이 값은 IEEE 의 안전기준인 1.6 L [W /kg] 이하임을 알 수 있다.

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A PARALLEL PRECONDITIONER FOR GENERALIZED EIGENVALUE PROBLEMS BY CG-TYPE METHOD

  • MA, SANGBACK;JANG, HO-JONG
    • Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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    • 제5권2호
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    • pp.63-69
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    • 2001
  • In this study, we shall be concerned with computing in parallel a few of the smallest eigenvalues and their corresponding eigenvectors of the eigenvalue problem, $Ax={\lambda}Bx$, where A is symmetric, and B is symmetric positive definite. Both A and B are large and sparse. Recently iterative algorithms based on the optimization of the Rayleigh quotient have been developed, and CG scheme for the optimization of the Rayleigh quotient has been proven a very attractive and promising technique for large sparse eigenproblems for small extreme eigenvalues. As in the case of a system of linear equations, successful application of the CG scheme to eigenproblems depends also upon the preconditioning techniques. A proper choice of the preconditioner significantly improves the convergence of the CG scheme. The idea underlying the present work is a parallel computation of the Multi-Color Block SSOR preconditioning for the CG optimization of the Rayleigh quotient together with deflation techniques. Multi-Coloring is a simple technique to obatin the parallelism of order n, where n is the dimension of the matrix. Block SSOR is a symmetric preconditioner which is expected to minimize the interprocessor communication due to the blocking. We implemented the results on the CRAY-T3E with 128 nodes. The MPI(Message Passing Interface) library was adopted for the interprocessor communications. The test problems were drawn from the discretizations of partial differential equations by finite difference methods.

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등분포하중 하에서 미분구적법(DQM)을 이용한 곡선 보의 내평면 신장 좌굴해석 (In-Plane Extensional Buckling Analysis of Curved Beams under Uniformly Distributed Radial Loads Using DQM)

  • 강기준
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권7호
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    • pp.265-274
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    • 2018
  • 빌딩, 자동차, 선박, 항공기 등에서의 곡선보 사용 증가가 이러한 구조물의 동적거동해석에 필요한 정확한 해법 발전에 괄목할 만한 기여를 해왔다. 탄성곡선 보의 안정성거동은 많은 연구자들의 한 과제분야였다. 전통적으로 미분방정식의 해법은 유한치분법이나 유한요소법으로 해결해왔다. 이러한 방법들은 복잡한 기하학적 구조 및 하중에 따른 격자점의 증가로 많은 컴퓨팅시간을 요구한다. 편미분방정식의 해를 구하기 위한 효율적인 방법 중의 하나는 미분구적법이다. 복잡한 기하학적 구조 및 하중 은 컴퓨터 용량을 과도하게 사용할 뿐만 아니라, 복합알고리즘 프로그램의 어려움을 극복하기위하여 미분구적법(DQM)이 많은 분야에 적용되어왔다. DQM을 이용하여 곡선 보의 아크 축 신장을 고려한 내 평면 좌굴을 등분포 하중 하에서 해석하였다. 다양한 매개변수 비, 경계조건, 그리고 열림 각에 따른 임계하중을 계산하였다. DQM 결과는 활용 가능한 다른 엄밀해와 비교하였다. DQM은 적은 격자점을 사용하고도 엄밀해 결과와 일치함을 보여주었다 (0.3% 미만). 다양한 변경에 따른 새로운 결과가 또한 제시 되였고, 그 결과는 곡선 보의 좌굴거동에 중요한 역할을 보여주었고, 다른 수치해석결과 혹은 실험결과비교에 사용될 수 있다.

미분구적법(DQM)을 이용한 단면적이 선형적으로 변하는 비대칭 곡선보의 내평면 신장 진동해석 (In-Plane Extensional Vibration Analysis of Asymmetric Curved Beams with Linearly Varying Cross-Section Using DQM)

  • 강기준
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권5호
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    • pp.612-620
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    • 2019
  • 빌딩, 자동차, 선박, 항공기 등에서의 곡선보 사용 증가로 인해 이러한 구조물의 동적거동해석에 있어 괄목할만한 성과가 있어 왔다. 탄성곡선보의 안정성 거동 해석분야는 많은 연구자들의 관심분야였다. 전통적으로 미분방정식의 해법은 유한차분법으로 해결해왔다. 이러한 방법들은 복잡한 기하학적 구조 및 하중에 따른 격자점의 증가로 많은 계산시간을 요구한다. 편미분방정식의 해를 구하기 위한 효율적인 방법 중의 하나는 미분구적법이다. 복잡한 기하학적 구조 및 하중으로 인한 과도한 컴퓨터 용량의 사용과 복합알고리즘 프로그램의 어려움을 극복하기 위하여 미분구적법(DQM)이 많은 분야에 적용되어왔다. 본 연구에서는 선형적으로 단면적이 변하는 비대칭 곡선보에 대하여 DQM을 적용하여 아크축 신장을 고려한 내 평면 진동해석을 수행하였다. 다양한 매개변수 비, 경계조건, 그리고 열림 각에 따른 기본진동수를 계산하였다. DQM 결과는 활용 가능한 다른 엄밀해와 비교하였다. 다양한 매개변수 비, 경계조건, 그리고 열림 각에 따른 기본진동수를 계산하였으며 DQM 결과를 활용 가능한 다른 엄밀해와 비교하였다. 해석결과에 따르면 DQM은, 적은 격자점을 사용하고도, 엄밀해 결과와 일치함을 보여주었다.

비균질 Helmholtz 방정식을 이용한 변동 수심에서의 파랑변형 (Inhomogeneous Helmholtz equation for Water Waves on Variable Depth)

  • 김효섭;장창환
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.174-180
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    • 2010
  • 변동 수심에서의 파랑변형을 비균질 Helmholtz 방정식을 이용하여 계산하였다. 포텐셜 함수가 존재한다고 가정하였으며, 변수분리를 적용하였다. 본 논문에서는 조화파만을 고려하였다. 포텐셜 함수로 구성된 지배방정식을 정수면에 직접 적용하였고, 변동 수심에 대한 비균질 Helmholtz 방정식을 얻었다. 파랑의 진폭과 위상차로 얻어진 복합 포텐셜 함수의 지배방정식을 실수형 변수로 된 두 방정식으로 분리하였다. 분리된 방정식들은 각각 1차와 2차 상미분 방정식이며, 이 방정식들을 단순한 형태의 중앙차분 수치기법을 이용하여 차분식으로 변형하였다. 측면 경계조건에서의 파랑의 진폭, 진폭경사, 그리고 위상경사를 경계면에 적용하여 전방진행방법으로 전 영역에서 해를 구하였다 Booij의 경사면 있는 저면의 경우와 Bragg의 물결모양이 있는 저면의 경우에 적용하였다. 본 연구로 도출된 비균질 Helmholtz 방정식은 완전 선형방정식 계산 결과, Massel의 수정 완경사 방정식, 그리고 Berkhoff의 완경사 방정식의 적용 결과와 비교하였으며, 만족스러운 결과를 얻었다.

SPLINE DIFFERENCE SCHEME FOR TWO-PARAMETER SINGULARLY PERTURBED PARTIAL DIFFERENTIAL EQUATIONS

  • Zahra, W.K.;El-Azab, M.S.;Mhlawy, Ashraf M. El
    • Journal of applied mathematics & informatics
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    • 제32권1_2호
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    • pp.185-201
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    • 2014
  • In this paper, we construct a numerical method to solve singularly perturbed one-dimensional parabolic convection-diffusion problems. We use Euler method with uniform step size for temporal discretization and exponential-spline scheme on spatial uniform mesh of Shishkin type for full discretization. We show that the resulting method is uniformly convergent with respect to diffusion parameter. An extensive amount of analysis has been carried out to prove the uniform convergence with respect to the singular perturbation parameter. The obtained numerical results show that the method is efficient, stable and reliable for solving convection-diffusion problem accurately even involving diffusion parameter.

고속 열처리공정 시스템에서의 웨이퍼 상의 온도분포 추정 (Estimation of Temperature Distribution on Wafer Surface in Rapid Thermal Processing Systems)

  • 이석주;심영태;고택범;우광방
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제5권4호
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    • pp.481-488
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    • 1999
  • A thermal model based on the chamber geometry of the industry-standard AST SHS200MA rapid thermal processing system has been developed for the study of thermal uniformity and process repeatability thermal model combines radiation energy transfer directly from the tungsten-halogen lamps and the steady-state thermal conducting equations. Because of the difficulties of solving partial differential equation, calculation of wafer temperature was performed by using finite-difference approximation. The proposed thermal model was verified via titanium silicidation experiments. As a result, we can conclude that the thermal model show good estimation of wafer surface temperature distribution.

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경사법에의한 최적제어 (Optimal Control by the Gradient Method)

  • 양흥석;황희융
    • 전기의세계
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    • 제21권3호
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    • pp.48-52
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    • 1972
  • The application of pontryagin's Maximum Principle to the optimal control eventually leads to the problem of solving the two point boundary value problem. Most of problems have been related to their own special factors, therfore it is very hard to recommend the best method of deriving their optimal solution among various methods, such as iterative Runge Kutta, analog computer, gradient method, finite difference and successive approximation by piece-wise linearization. The gradient method has been applied to the optimal control of two point boundary value problem in the power systems. The most important thing is to set up some objective function of which the initial value is the function of terminal point. The next procedure is to find out any global minimum value from the objective function which is approaching the zero by means of gradient projection. The algorithm required for this approach in the relevant differential equations by use of the Runge Kutta Method for the computation has been established. The usefulness of this approach is also verified by solving some examples in the paper.

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원통형 압전 변환기의 반경방향 고유진동 특성 연구 (Characteristics of the Radial Vibration of Cylindrical Piezoelectric Transducers)

  • 황교광;김진오
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제13권3호
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    • pp.155-163
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    • 2003
  • This paper presents the characteristics of the radial nitration of cylindrical piezoelectric transducers. The differential equations of piezoelectric radial motion have been derived in terms of the radial displacement and electric potential, which are functions of the radial and axial coordinates. Applying mechanical and electrical boundary conditions has yielded the characteristic equation of radial vibration. Numerical results of the natural frequencies have been compared with the experimental observations reported earlier for the transducers of several sizes, and have shown a good agreement for the fundamental mode. The paper discusses the dependence of the natural frequencies on the radius and thickness of the piezoelectric cylinders and the difference between Piezoelectric and elastic resonances.