• 제목/요약/키워드: discrete variables

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A continuous solution of the heat equation based on a fuzzy system

  • Moon, Byung-Soo;Hwang, In-Koo;Kwon, Kee-Choon
    • International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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    • 제3권1호
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    • pp.13-17
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    • 2003
  • A continuous solution of the Dirichlet boundary value problem for the heat equation $u_t$$a2u_{xx}$ using a fuzzy system is described. We first apply the Crank-Nicolson method to obtain a discrete solution at the grid points for the heat equation. Then we find a continuous function to represent approximately the discrete values at the grid points in the form of a bicubic spline function (equation omitted) that can in turn be represented exactly by a fuzzy system. We show that the computed values at non-grid points using the bicubic spline function is much smaller than the ones obtained by linear interpolations of the values at the grid points. We also show that the fuzzy rule table in the fuzzy system representation of the bicubic spline function can be viewed as a gray scale image. Hence, the fuzzy rules provide a visual representation of the functions of two variables where the contours of different levels for the function are shown in different gray scale levels

지진 하중을 받는 홍예교의 아치 형태에 따른 동적 거동 특성 (Dynamic Behavior Characteristics According to Arch Types of Arched Stone Bridge Subjected to Seismic Load)

  • 김호수;이승희;전건우;방혁규
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제18권3호
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    • pp.45-55
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    • 2018
  • The arched stone bridge has been continuously deteriorated and damaged by the weathering and corrosion over time, and also natural disaster such as earthquake has added the damage. However, masonry stone bridge has the behavior characteristics as discontinuum structure and is very vulnerable to lateral load such as earthquake. So, it is necessary to analyze the dynamic behavior characteristics according to various design variables of arched stone bridge under seismic loads. To this end, the arched stone bridge can be classified according to arch types, and then the discrete element method is applied for the structural modelling and analysis. In addition, seismic loads according to return periods are generated and the dynamic analysis considering the discontinuity characteristics is carried out. Finally, the dynamic behavior characteristics are evaluated through the structural safety estimation for slip condition.

유전알고리즘을 이용한 복합 적층보의 최적설계 (Optimum Design of Composite Laminated Beam Using GA)

  • 구봉근;한상훈;이상근
    • 전산구조공학
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    • 제10권4호
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    • pp.349-358
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    • 1997
  • 본 논문은 복합 적층구조의 최적설계에 있어서 유전알고리즘(GA)의 응용성을 보여준다. 설계점들의 최기집단이 확률론적 과정에 의해 무작위로 생성되고, 설계점들의 개선을 위해 자연선택과 적자생존의 원리가 적용되었다. 유전알고리즘의 범용성 및 신뢰성 검증을 위해 5가지 검증 함수를 고려하였으며, 수치예에서 연속형 및 정수형 그리고 이산형 설계변수를 동시에 갖는 복합 적층 캔틸레버보의 최소 중량 설계가 외부 벌칙함수가 부가된 유전알고리즘에 의해 수행되었다. 설계 문제는 강도, 변위 그리고 고유진동수 제약조건을 포함하면서 다차 비선형성으로 정식화 되었다. 수치예의 결과에 대한 비교분석을 통해 유전알고리즘 탐색 기법이 높은 범용성을 지니면서 양질의 최적해를 매우 효과적으로 찾게됨을 보였다.

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접촉면 처리 방식에 따른 석탑의 내진 특성 평가 (Seismic Behavior Characteristics of Stone Pagoda According to Contact Surface Types)

  • 김호수;김동관;원태호;전건우
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제19권3호
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    • pp.41-50
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    • 2019
  • The stone pagoda continued to be damaged by weathering and corrosion over time, and natural disasters such as earthquake are accelerating the destruction of cultural properties. Stone pagoda has discontinuous structure behavior and is very vulnerable to the seismic load acting in lateral direction. It is necessary to analyze various design variables as the contact surface characteristics play an important role in the dynamic behavior of stone pagodas. For this purpose, contact surface characteristics of stone pagoda can be classified according to surface roughness and filler type, and representative model is selected and structural modeling and analysis are performed using the discrete element method. Also, the seismic load according to the repetition period is calculated and the dynamic analysis is performed considering the discontinuous characteristics of the stone pagoda. Finally, the seismic behavior characteristics can be analyzed by the evaluation of stresses, displacements and structural safety.

자율제어시스템의 효과적인 시뮬레이션 모델링 형식론 (Effective Simulation Modeling Formalism for Autonomous Control Systems)

  • 장대순;조강훈;천상욱;이상진;박상철
    • 품질경영학회지
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    • 제46권4호
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    • pp.973-982
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    • 2018
  • Purpose: The purpose of this study is to develop an effective simulation modeling formalism for autonomous control systems, such as unmanned aerial vehicles and unmanned surface vehicles. The proposed simulation modeling formalism can be used to evaluate the quality and effectiveness of autonomous control systems. Methods: The proposed simulation modeling formalism is developed by extending the classic DEVS (Discrete Event Systems Specifications) formalism. The main advantages of the classic DEVS formalism includes its rigorous formal definition as well as its support for the specification of discrete event models in a hierarchical and modular manner. Results: Although the classic DEVS formalism has been a popular modeling tool, it has limitations in describing an autonomous control system which needs to make decisions by its own. As a result, we proposed an extended DEVS formalism which enables the effective description of internal decisions according to its conditional variables. Conclusion: The extended DEVS formalism overcomes the limitations of the classic DEVS formalism, and it can be used for the effectiveness simulation of autonomous weapon systems.

A hybrid approach of generative design methods for designing tall-buildings form

  • Tofighi Pouria;Ekhlassi, Ahmad;Rahbar, Morteza
    • Advances in Computational Design
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    • 제7권2호
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    • pp.153-171
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    • 2022
  • The present study aimed to find a way to create forms that can simultaneously meet several architectural requirements by applying generative design methods specifically focused on cellular automata. In other words, it is tried to find various forms of architecture that all have common features. Because of the useful features of cellular automata, we decided to use it to generate various forms, but make a relation between the discrete nature of cellular automata and the continuous nature of architecture, was the major problem of our project. To achieve this goal, three consecutive stages were designed. In the first stage, independent variables including the location of the building, the height of the building, and the building area were considered as the inputs of the model. In the second stage, after locating the building, the building's main shell was designed as a hidden geometry for the cellular automata and then the cellular automata were determined based on this shell. The main result of this research is establishing a logical relationship between the discrete geometry of the cellular automata and the continuous search space such that it creates various optimized forms. Although we specify the site plan of this project at Iran-Tehran, this research can be generalized to various design sites as well as different projects, allowing the architectsto alter the cell dimensions, cell density, etc., based on their opinion and project needs.

이산코사인변환을 기반으로 한 포트맨토 검정 (A Portmanteau Test Based on the Discrete Cosine Transform)

  • 오승언;조혜민;여인권
    • 응용통계연구
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    • 제20권2호
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    • pp.323-332
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    • 2007
  • 이 논문에서는 이산코사인변환에 의해 유도된 주파수 공간상에서의 포트맨토검정법을 소개한다. 정상시계열의 경우 이산코사인변환 계수는 점근적으로 독립이고 분산은 자기공분산의 선형결합으로 표시된다. 백색잡음에 대한 이산코사인변환 계수의 공분산 행렬은 모든 대각원소가 시계열의 분산인 대각행렬이다. 시계열의 독립성을 검정하기 위해 계수들을 주파수 영역에 따라 2 또는 3개의 그룹으로 분할하고 그룹간의 분산을 비교하여 자료가 백색잡음인지 아닌지를 검정한다. 또한 계수의 제곱값이 반응변수이고 주파수 대역이 설명변수인 회귀모형에서 기울기를 검정하여 백색잡음 여부를 알아본다. 모의실험 결과를 보면 제안한 검정방법이 대부분의 경우 Ljung-Box 검정보다 높은 검정력을 가지는 것으로 나타났다.

보행 방향 및 상태 분석을 위한 병렬 가우스 과정 (Parallel Gaussian Processes for Gait and Phase Analysis)

  • 신봉기
    • 정보과학회 논문지
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    • 제42권6호
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    • pp.748-754
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    • 2015
  • 본 연구에서는 다중 상태 변수의 인수 HMM을 일반화하여 연속 은닉 변수와 이산 은닉 변수가 결합된 순차 상태 추정 모형을 제안하고 이에 기반한 보행 동작 모형을 설계한다. 유한 상태의 이산변수는 마르코프 연쇄 구조로 보행의 동역학적 특성을 표현하고 각 이산 상태에 대해 연속 변수를 독립변수로 한 가우스 과정을 정의한다. 마르코프 상태 천이는 여러 가우스 과정 사이의 스위칭을 제어하며 각 가우스 과정은 동일한 자세의 회전 또는 다양한 시각을 표현한다. 온라인 필터링 추론을 위해 입자 필터 방식의 추론 알고리듬도 제시한다. 이 알고리듬은 입력 벡터 열이 주어졌을 때 이들 병렬적 가우스 과정을 동적으로 갈아타는 스위칭 궤적을 디코딩 해준다. 실험 결과 비선형적 보행자 비디오 영상을 보행방향과 보행 상태의 열로 분리하며 매우 직관적인 해석을 할 수 있음을 보였다.

유전자 알고리즘을 사용한 강구조물의 최적설계 (Optimum Design of Steel Structures Using Genetic Algorithms)

  • 김봉익
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제24권6호
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    • pp.701-710
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    • 2012
  • 최근에는 고층구조물이나 해양구조물(플랜트)의 경우 대부분 대형화로 설계 및 시공되고 있다. 대형구조물의 경우 주로 강재(steel)를 사용하여 설계하고 있다. 구조물 설계는 설계단계에서 최상의 부재를 선택하는 최적화를 적용함으로서 비용을 줄이는 경제적인 효과를 얻을 수 있다. 본 연구에서는 트러스와 프래임 구조물의 최적설계에 연속변수와 이산변수를 사용하여 최적화 하였고, 설계에서 사용된 이산자료는 규격화된 강재에 대한 자료와 데이터화된 이산자료를 사용하였다. 최적화는 이 모두에 적합한 이산최적화를 적용하였다. 최적화 기법으로는 유전자 알고리즘을 사용하였으며, 사용된 구조물은 10-Bar, 25-Bar 트러스와 1경간 2층, 1경간 7층 프레임 구조물이다. 설계시 제약조건은 고유진동수와 부재응력, 변위제약조건들이 적용되었다. 유전자 알고리즘에는 번식과장에서 엘리트 개체가 2번 사용되도록 하였으며, 제약조건 위반시 패널티를 사용하는 방법을 사용하였다.

Structured DEVS Formalism: 이산사건 시스템의 구조적 모델링 기법 (Structured DEVS Formalism: A Structural Modelling Method of Discrete Event Systems)

  • 송해상
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제21권2호
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    • pp.19-30
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    • 2012
  • 최근 몇 십년간 이산사건시스템명세(DEVS) 형식론은 이산사건시스템을 모듈러하고 계층적으로 모델링할 수 있는 잘 정의된 의미론을 제공하여 왔다. 그럼에도 불구하고 실용 엔지니어들은 실세계의 시스템을 모델링에 적용하는데 어려움을 겪기도 하는데 이는 DEVS가 많은 상태와 사건들을 구조화되지 않은 형태로 명세해야 하는 것 때문이다. 본 논문은 집합 이론을 바탕으로 그러한 사건 및 상태집합들을 구조화된 형태로 표현하는 Structured DEVS 형식론과 이와 연관된 DEVS 다이어그램을 제안하고자 한다. 위상, 변수, 포트 등의 개념을 사용하여 집합들을 명세한 구조적 DEVS 형식론은 원래의 DEVS 형식론과 동등함을 증명하였다. DEVS 다이어그램을 이용하여 구조적 DEVS 형식론으로 표현된 예시 모델이 쉽게 객체지향 시뮬레이션 환경에서 구현될 수 있음을 보임으로써 제안된 형식론이 효과적임을 보였다.