In this work, the two-dimensional generalized magneto-thermoelastic problem of a fiber-reinforced anisotropic material is investigated under Green and Naghdi theory of type III. The solution will be obtained for a certain model when the half space subjected to ramp-type heating and traction free surface. Laplace and exponential Fourier transform techniques are used to obtain the analytical solutions in the transformed domain by the eigenvalue approach. The inverses of Fourier transforms are obtained analytically. The results have been verified numerically and are represented graphically. Comparisons are made with the results predicted by the presence and absence of reinforcement and magnetic field.
Mixed H$_{2}$/H$_{\infty}$ robust control synthesis is considered for finite dimensional linear time-invariant systems under the presence of diagonal structured uncertainties. Such uncertainties arise for instance when there is real perturbation in the nominal model of the state space system or when modeling multiple (unstructured) uncertainty at different locations in the feedback loop. This synthesis problem is reduced to convex optimization problem over a bounded subset of matrices as well as diagonal matrix having certain structure. For computational purpose, this convex optimization problem is further reduced into Generalized Eigenvalue Minimization Problem where a powerful algorithm based on interior point method has been recently developed..
Passive control technologies are commonly used in several areas to suppress structural vibrations by the addition of supplementary damping, and some modal damping may be heavy beyond critical damping even for regular structures with energy dissipation devices. The design of passive control structures is typically based on (complex) mode superposition approaches. However, the conventional mode superposition approach is predominantly applied to cases of under-critical damping. Moreover, when any modal damping ratio is equal or close to 1.0, the system becomes defective, i.e., a complete set of eigenvectors cannot be obtained such that some well-known algorithms for the quadratic eigenvalue problem are invalid. In this paper, a generalized complex mode superposition method that is suitable for under-critical, critical and over-critical damping is proposed and expressed in a unified form for structural displacement, velocity and acceleration responses. In the new method, the conventional algorithm for the eigenvalue problem is still valid, even though the system becomes defective due to critical modal damping. Based on the modal truncation error analysis, modal corrected methods for displacement and acceleration responses are developed to approximately consider the contribution of the truncated higher modes. Finally, the implementation of the proposed methods is presented through two numerical examples, and the effectiveness is investigated. The results also show that over-critically damped modes have a significant impact on structural responses. This study is a development of the original complex mode superposition method and can be applied well to dynamic analyses of non-classically damped systems.
본 논문은 고유치문제로 정식화된 텐세그러티 구조물의 형상탐색에 대하여 제시하고자 한다. 텐세그러티 구조물의 안정을 위해서는 형상탐색을 수행하여야한다. 형상탐색을 위한 해석 방법은 내력밀도법과 일반역행렬을 이용한 방법, 이 두 가지가 널리 알려져 있다. 본 연구는 새롭게 형상을 탐색하는 방법을 제시하여 텐세그러티 구조물의 자기평형 응력을 얻었다. 제시한 방법은 기존의 방법을 기본으로 한 모든 절점의 평형 방정식을 고유치 문제로 정식화하였다. 이를 증명하기 위해 몇 가지 예제(텐세그러티 구조물)를 기존의 방법과 비교 하였다. 본 연구에서 제시된 방법은 기존의 방법과 같은 결과가 나왔으며, 나아가 해답을 얻는 과정이 훨씬 간단하였다.
Recently, an iterative algorithm for finding the interior eigenvalues of a definite matrix by CG-type method has been proposed. This method compares to the inverse power method. The given matrices A, and B are assumed to be large and sparse, and SPD( Symmetric Positive Definite) The CG scheme for the optimization of the Rayleigh quotient has been proven a very attractive and promising technique for large sparse eigenproblems for smallest eigenvalue. Also, it is very amenable to parallel computations, like the CG method for the linear systems. A proper choice of the preconditioner significantly improves the convergence of the CG scheme. But for parallel computations we need to find an efficient parallel preconditioner. Our candidates we ILU(0) in the wave-front order, ILU(0) in the multi-coloring order, Point-SSOR(Symmetric Successive Overrelaxation), and Multi-Color Block SSOR preconditioner. Wavefront order is a simple way to increase parallelism in the natural order, and Multi-coloring realizes a parallelism of order(N), where N is the order of the matrix. Another choice is the Multi-Color Block SSOR(Symmetric Successive OverRelaxation) preconditioning. 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 problem was drawn from the discretizations of partial differential equations by finite difference methods. The results show that for small number of processors Multi-Color ILU(0) has the best performance, while for large number of processors Multi-Color Block SSOR performs the best.
The aim of the present study is to develop an elemental approach based on the differential quadrature method for free vibration analysis of cracked thin plate structures. For this purpose, the equations of motion are established using the classical plate theory. The well-known Generalized Differential Quadrature Method (GDQM) is utilized to discretize the governing equations on each computational subdomain or element. In this method, the differential terms of a quantity field at a specific computational point should be expressed in a series form of the related quantity at all other sampling points along the domain. However, the existence of any geometric discontinuity, such as a crack, in a computational domain causes some problems in the calculation of differential terms. In order to resolve this problem, the multi-block or elemental strategy is implemented to divide such geometry into several subdomains. By constructing the appropriate continuity conditions at each interface between adjacent elements and a crack tip, the whole discretized governing equations of the structure can be established. Therefore, the free vibration analysis of a cracked thin plate will be provided via the achieved eigenvalue problem. The obtained results show a good agreement in comparison with those found by finite element method.
Free vibration of symmetric angle-ply layered conical shell frusta of variable thickness is analyzed under shear deformation theory with different boundary conditions by applying collocation with spline approximation. Linear and exponential variation in thickness of layers are assumed in axial direction. Displacements and rotational functions are approximated by Bickley-type splines of order three and obtained a generalized eigenvalue problem. This problem is solved numerically for an eigenfrequency parameter and an associated eigenvector of spline coefficients. The vibration of three and five-layered conical shells, made up of two different type of materials are considered. Parametric studies are made for analysing the frequencies of the shell with respect to the coefficients of thickness variations, length-to-radius ratio, length-to-thickness ratio and ply angles with different combination of the materials. The results are compared with the available data and new results are presented in terms of tables and graphs.
Dynamic characteristics are investigated when a nonlinear system showing periodic and chaotic responses under harmonic excitation is exposed to random perturbation. About two well potential problem, probability of homoclinic bifurcation is estimated using stochastic generalized Meinikov process and quantitive characteristics are investigated by calculation of Lyapunov exponent. Critical excitaion is calculated by various assumptions about Gaussian Melnikov process. To verify the phenomenon graphically Fokker-Planck equation is solved numerically and the original nonlinear equation is numerically simulated. Numerical solution of Fokker-Planck equation is calculated on Poincare section and noise induced chaos is studied by solving the eigenvalue problem of discretized probability density function.
제어로봇시스템학회 1993년도 한국자동제어학술회의논문집(국제학술편); Seoul National University, Seoul; 20-22 Oct. 1993
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pp.100-104
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1993
In Part 1, we derived robust stability conditions for an LTI interconnected to time-varying nonlinear perturbations belonging to several classes of nonlinearities. These conditions were presented in terms of positive definite solutions to LMI. In this paper we address a problem of synthesizing feedback controllers for linear time-invariant systems under structured time-varying uncertainties, combined with a worst-case H$_{2}$ performance. This problem is introduced in [7, 8, 15, 35] in case of time-invariant uncertainties, where the necessary conditions involve highly coupled linear and nonlinear matrix equations. Such coupled equations are in general difficult to solve. A convex optimization approach will be employed in this synthesis problem in order to avoid solving highly coupled nonlinear matrix equations that commonly arises in multiobjective synthesis problem. Using LMI formulation, this convex optimization problem can in turn be cast as generalized eigenvalue minimization problem, where an attractive algorithm based on the method of centers has been recently introduced to find its solution [30, 361. In the present paper we will restrict our discussion to state feedback case with Popov multipliers. A more general case of output feedback and other types of multipliers will be addressed in a future paper.
This paper deals with the analysis of vibration of antisymmetric angle-ply plates using spline method for higher order shear theory. Free vibration of laminated plates is addressed to show the capability of the present method in the vicinity of higher order shear deformation theory and simply supported edges of plates. The coupled differential equations are obtained in terms displacement and rotational functions. These displacement and rotational functions are approximated using cubic and quantic spline. A generalized eigenvalue problem is obtained and solved numerically for an eigenfrequency parameter and an associated eigenvector of spline coefficients. The antisymmetric angle-ply fiber orientation are taken as design variables. Numerical results enable us to examine the frequencies for various geometric and material parameters and accuracy and effectiveness of the proposed method is also verified by comparative study.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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