• 제목/요약/키워드: first-order approximation

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다차원 2계 중성자 수송방정식의 방향근사를 위한 영역상수법 (Piecewise-Constant Method for Angular Approximation for the Second-Order Multidimensional Neutron Transport Equations)

  • 노태완
    • 에너지공학
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    • 제16권1호
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    • pp.46-52
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    • 2007
  • 특정한 방향에 대해 방향중성자속(angular neutron flux)을 정의하는 방향차분 방정식(discrete-ordinates or $S_{N}$ equation)과 달리 방향변수를 구분된 방향영역에 대하여 적분한 값을 사용하고, 해당 방향영역 내에서 방향중성자속이 일정하다고 가정하는 영역상수법(piecewise-constant method)을 개발하였다. 기존 방향차분법과 본 연구에서 개발된 영역상수법을 1계 수송방정식(1'st-order Boltzmann transport equation)과 2계 우성 방정식(even-parity equation)에 적용하여 방향차분 방정식인 $S_{N}$ 방정식과 유사 방향차분방정식($S_{N}$-like equation)인 $PC_{N}$ 방정식을 유도하였다. 우성 방정식에 영역상수법을 적용한 경우 기존 방향차분법의 단점인 광첨두 현상(ray effect)이 현저히 감소함을 확인하였는데 이는 우성 방정식의 혼합 미분항의 기여도가 작아지기 때문인 것으로 판단된다. 이러한 이론은 우성 방정식에서 혼합 미분항이 제거된 단순우성 방정식(simplified even-parity equation)을 사용하는 경우 광첨두 현상이 완전 제거 또는 극단적으로 감소되었던 이전의 결과를 이론적으로 설명한다.

Derivation of formulas for perturbation analysis with modes of close eigenvalues

  • Liu, X.L.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제10권5호
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    • pp.427-440
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    • 2000
  • The formulas for the perturbation analysis with modes of close eigenvalues are derived in this paper. Emphasis is made on the consistency of the straightforward perturbation process, given the complete terms of perturbations in the zeroth-order, which is a form of Rayleigh quotient, and in the higher-orders. By dividing the perturbation of eigenvector into two parts, the first-order perturbation with respect to the modes of close eigenvalues is moved into the zeroth-order perturbation. The normality condition is employed to compute the higher-order perturbations of eigenvector. The algorithm can be condensed to a single mode with a distinct eigenvalue, and this can accelerate the convergence of the perturbation analysis. The example confirms that the perturbation approximation obtained from the suggested procedure is in a good accuracy on the eigenvalues, eigenvectors, and normality.

선형 근사로서의 접선 개념의 교육학적 고찰 (Pedagogical Discussion on the concept of Tangent as a Linear Approximation)

  • 김영록;이영이;한종민
    • 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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    • 제23권3호
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    • pp.625-642
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    • 2009
  • 우리나라 학교수학에서는 접선에 대한 개념을 학년별로 다양하게 제시하고 있다. 학년이 올라감에 따라 이전 학년에서 학습했던 개념을 점차 수정하면서 최종적으로는 할선의 극한으로서의 접선의 개념에 도달한다. 이 연구에서는 선형 사로서의 접선 개념을 도입하고 이에 대한 수학 교육학적 의미에 대하여 고찰한다. 이 개념이 비선형 문제의 국소적 측면을 다룰 때 이를 선형화 시켜서 바라보는 현대 수학의 중요한 관점을 내포하고 있음을 살펴본다. 이 개념의 교수학적 변환으로서 접선을 이용하여 제곱근의 값을 근사적으로 구하는 방법을 알아보고, 이를 통하여 접선 개념의 학습에 대한 긍정적인 태도, 흥미, 동기 부여 등의 정의적인 요소들을 증진시킬 수 있음을 논의한다. 또한, 이 개념을 통하여 첨점이 있는 그래프에서 첨점의 좌우에서 서로 다른 접선이 생길 경우 학생들이 가질 수 있는 오류의 의미 분석 및 그 해소 방안을 모색한다.

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Higher order flutter analysis of doubly curved sandwich panels with variable thickness under aerothermoelastic loading

  • livani, Mostafa;MalekzadehFard, Keramat;Shokrollahi, Saeed
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제60권1호
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    • pp.1-19
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    • 2016
  • In this study, the supersonic panel flutter of doubly curved composite sandwich panels with variable thickness is considered under aerothermoelastic loading. Considering different radii of curvatures of the face sheets in this paper, the thickness of the core is a function of plane coordinates (x,y), which is unique. For the first time in the current model, the continuity conditions of the transverse shear stress, transverse normal stress and transverse normal stress gradient at the layer interfaces, as well as the conditions of zero transverse shear stresses on the upper and lower surfaces of the sandwich panel are satisfied. The formulation is based on an enhanced higher order sandwich panel theory and the vertical displacement component of the face sheets is assumed as a quadratic one, while a cubic pattern is used for the in-plane displacement components of the face sheets and the all displacement components of the core. The formulation is based on the von $K{\acute{a}}rm{\acute{a}}n$ nonlinear approximation, the one-dimensional Fourier equation of the heat conduction along the thickness direction, and the first-order piston theory. The equations of motion and boundary conditions are derived using the Hamilton principle and the results are validated by the latest results published in the literature.

부가성 잡음이 존재하는 모노펄스 시스템 성능의 3차 테일러 전개 기반 해석적 분석 (Performance Analysis of Monopulse System Based on Third-Order Taylor Expansion in Additive Noise)

  • 함형우;김건영;이준호
    • 융합정보논문지
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    • 제11권12호
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    • pp.14-21
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    • 2021
  • 본 논문은 가산성 잡음이 존재할 경우 모노펄스 알고리즘의 성능분석을 해석적으로 분석한 연구이다. 이전 연구에서는 1차 테일러 급수 전개와 2차 테일러 급수 전개를 통한 진폭비교 모노펄스 알고리즘의 해석적 성능 분석을 진행했다. 본 연구에는 3차 테일러 전개기반 해석적 분석법을 적용하여 1차 및 2차 테일러 근사기반의 해석적 분석보다 실제 모노펄스 알고리즘의 성능 분석 결과에 다가가는 것을 보인다. 성능분석은 평균제곱오차(Mean Squre Error)을 통해 분석되며 몬테카를로(Monte-Calro) 방법을 통한 시뮬레이션 MSE와 3차 테일러 근사기반 해석적 MSE를 서로 비교한다. 3차 테일러 근사기반 해석적 MSE를 적용하였을 경우, 이전 연구에서 제안된 2차 테일러 근사기반의 해석적 MSE의 오차를 89.5% 감소시킨다. 또한 몬테카를로 기반 MSE보다 모든 경우에서 빠른 결과를 보인다. 해당 연구를 통해 잡음 재밍이 적용된 환경에서 모노펄스 레이더의 추정 각도 능력을 명시적으로 분석이 가능하다.

WEAKLY STOCHASTIC RUNGE-KUTTA METHOD WITH ORDER 2

  • Soheili, Ali R.;Kazemi, Zahra
    • Journal of applied mathematics & informatics
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    • 제26권1_2호
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    • pp.135-149
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    • 2008
  • Many deterministic systems are described by Ordinary differential equations and can often be improved by including stochastic effects, but numerical methods for solving stochastic differential equations(SDEs) are required, and work in this area is far less advanced than for deterministic differential equations. In this paper,first we follow [7] to describe Runge-Kutta methods with order 2 from Taylor approximations in the weak sense and present two well known Runge-Kutta methods, RK2-TO and RK2-PL. Then we obtain a new 3-stage explicit Runge-Kutta with order 2 in weak sense and compare the numerical results among these three methods.

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바이스펙트럼 해석에 의한 카오스 신호의 비선형성에 관한 연구 (A Study on the Nonlinearity of Chaotic Signal by Bispectral Analysis)

  • 이해진;이경태;박영선;차경준;박문일;오재응
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제31권8호
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    • pp.817-825
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    • 2007
  • During thirty years, deterministic chaos has moved center stage in many areas of applied mathematics. One important stimulus for this, particularly in the early 1970s, was work on nonlinear aspects of the dynamics of plant and animal populations. There are many situations, at least to a crude first approximation, by a simple first-order difference equation. Past studies have shown that such equations, even though simple and deterministic, can exhibit a surprising array of dynamical behavior, from stable points, to a bifurcating hierarchy of stable cycles, to apparently random fluctuations. But higher-order spectral analyses of such behavior are usually not considered. Higher-order spectra of a signal contain important information that is not present in its power spectrum. So, if we find the spectral pattern and get information from it, it will be able to be used effectively in so many fields. Hence, this paper uses auto bicoherence and bicoherence residue which are sort of bispectrum. Applying these to behavior of logistic difference equation, which is typical chaotic signal, the phenomenon of phase coupling and the appearance of frequency band can be analyzed. Such information means that bispectral analysis is useful to detect nonlinearity of signal.

A Fuzzy Inference based Reliability Method for Underground Gas Pipelines in the Presence of Corrosion Defects

  • 김성준;최병학;김우식;김익중
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제26권5호
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    • pp.343-350
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    • 2016
  • Remaining lifetime prediction of the underground gas pipeline plays a key role in maintenance planning and public safety. One of main causes in the pipeline failure is metal corrosion. This paper deals with estimating the pipeline reliability in the presence of corrosion defects. Because a pipeline has uncertainty and variability in its operation, probabilistic approximation approaches such as first order second moment (FOSM), first order reliability method (FORM), second order reliability method (SORM), and Monte Carlo simulation (MCS) are widely employed for pipeline reliability predictions. This paper presents a fuzzy inference based reliability method (FIRM). Compared with existing methods, a distinction of our method is to incorporate a fuzzy inference into quantifying degrees of variability in corrosion defects. As metal corrosion depends on the service environment, this feature makes it easier to obtain practical predictions. Numerical experiments are conducted by using a field dataset. The result indicates that the proposed method works well and, in particular, it provides more advisory estimations of the remaining lifetime of the gas pipeline.

일변량 공간 연관성 측도의 통계적 검정을 위한 일반화된 고차 적률 추출 절차: 정규성 가정의 경우 (A Generalized Procedure to Extract Higher Order Moments of Univariate Spatial Association Measures for Statistical Testing under the Normality Assumption)

  • 이상일
    • 대한지리학회지
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    • 제43권2호
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    • pp.253-262
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    • 2008
  • 이 논문의 주요 목적은 정규성 가정 하에 일변량 공간 연관성 측도의 첫 번째 네 적률을 구해내는 일반화된 추출 절차를 정식화하고, 그것을 바탕으로 각 측도의 가설 검정을 위해 정규근사가 갖는 가능성과 한계를 평가하는 것이다. 중요 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 이전의 연구에 기반함으로써, 정규성 가정 하에 전역적 측도와 국지적 측도에 모두 적용될 수 있는 일반화된 적률 추출절차가 도출되었다. 개별 공간 연관성 측도를 위한 필수적인 메트릭스가 적절히 정의되었을 때, 일반화된 유의성 검정 방법은 각 공간 연관성 측도의 기대값과 분산은 물론 첨도와 왜도를 효과적으로 산출하였다. 둘째, 첫 번째 두 적률에 근거한 정규근사 방법은 전역적 통계량에 대해서는 유효한 것으로 판명되었지만, 국지적 통계량에 대해서는 매우 높은 왜도와 첨도로 말미암아 그 유효성이 현저히 떨어지는 것으로 드러났다.

B2 구조 FeX(X = Al, Si, Ni, Ga, Ge, Sn) 합금의 자기변형에 대한 제일원리계산 (Magnetostriction of B2-structured FeX (X = Al, Si, Ni, Ga, Ge, and Sn) Alloys: A First-principles Study)

  • 이선철;;권오룡;홍순철
    • 한국자기학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.117-121
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    • 2013
  • 본 연구에서는 대표적인 강자성 금속인 Fe에 비자성 원소가 치환된 비교적 단순한 B2 구조의 FeX(X = Al, Si, Ni, Ga, Ge, Sn) 합금의 자기변형계수를 제일원리계산으로 수행하여 Fe 기반 합금이 희토류 원소 기반 자기변형 물질인 Terfenol을 대체할 수 있는 가능성을 탐색하였다. 계산방법으로 자성 연구에 가장 적합한 것으로 알려져 있는 총퍼텐셜 선형보강 평면파(Full-potential Linearized Augmented Plane Wave; FLAPW) 방법을 사용하였으며 일반화 물매근사(generalized gradient approximation: GGA)을 도입하여 전자 상호간의 교환-상관 퍼텐셜을 기술하였다. B2 구조의 FeX(X = Al, Si, Ni, Ga, Ge, Sn)의 합금들 중에 FeSi와 FeGe은 비자성 상태가, 그 외 나머지 합금은 강자성 상태가 안정된 것으로 계산되었다. FeAl, FeNi, FeGa, FeSn의 자기변형계수 는 각각 -5, +6, -84, -522ppm으로 계산되어 FeSn은 큰 자기변형을 가질 수도 있음을 예측하였다.