• 제목/요약/키워드: large-step numerical sensitivity

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비선형 대기 모형에서 수치 해의 시간 간격 민감도 (Sensitivity of Numerical Solutions to Time Step in a Nonlinear Atmospheric Model)

  • 이현호;백종진;한지영
    • 한국지구과학회지
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    • 제34권1호
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    • pp.51-58
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    • 2013
  • 대기 모델링 연구에서 시간 간격을 적절하게 결정하는 것은 중요한 문제이다. 본 연구에서는 비선형 대기 모형에서 수치 해의 시간 간격에 대한 민감도를 조사하였다. 이를 위해 간단한 무차원화된 역학 모형을 사용하여 시간 간격과 비선형성 인자를 바꾸어가며 수치 실험을 수행하였다. 실험 결과, 비선형성 인자가 영향을 줄 만큼 크지 않고 절단 오차를 무시할 수 있는 경우에는 수치 해가 시간 간격에 민감하지 않았다. 그러나 비선형성 인자가 큰 경우에는 수치 해가 시간 간격에 민감한 것으로 밝혀졌다. 이 경우, 시간 간격이 감소할수록 공간 필터의 강도가 증가하여 작은 규모의 현상이 약하게 모의되었다. 이는 일반적으로 시간 간격이 감소하면 절단 오차가 감소하여 더 정확한 수치 해가 도출된다는 사실과 상충한다. 이러한 충돌은 비선형 모형의 수치 해를 안정하게 하기 위해 공간 필터가 반드시 필요하기 때문에 피할 수 없다.

자동미분을 이용한 분리시스템동시최적화기법의 개선 (Improved Concurrent Subspace Optimization Using Automatic Differentiation)

  • 이종수;박창규
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 1999년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.359-369
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    • 1999
  • The paper describes the study of concurrent subspace optimization(CSSO) for coupled multidisciplinary design optimization (MDO) techniques in mechanical systems. This method is a solution to large scale coupled multidisciplinary system, wherein the original problem is decomposed into a set of smaller, more tractable subproblems. Key elements in CSSO are consisted of global sensitivity equation(GSE), subspace optimization (SSO), optimum sensitivity analysis(OSA), and coordination optimization problem(COP) so as to inquiry valanced design solutions finally, Automatic differentiation has an ability to provide a robust sensitivity solution, and have shown the numerical numerical effectiveness over finite difference schemes wherein the perturbed step size in design variable is required. The present paper will develop the automatic differentiation based concurrent subspace optimization(AD-CSSO) in MDO. An automatic differentiation tool in FORTRAN(ADIFOR) will be employed to evaluate sensitivities. The use of exact function derivatives in GSE, OSA and COP makes Possible to enhance the numerical accuracy during the iterative design process. The paper discusses how much influence on final optimal design compared with traditional all-in-one approach, finite difference based CSSO and AD-CSSO applying coupled design variables.

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Optimum pile arrangement in piled raft foundation by using simplified settlement analysis and adaptive step-length algorithm

  • Nakanishi, Keiji;Takewaki, Izuru
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제5권6호
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    • pp.519-540
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    • 2013
  • This paper presents an optimal design method for determining pile lengths of piled raft foundations. The foundation settlement is evaluated by taking into account the raft-pile-soil interaction. The analysis of settlement is simplified by using Steinbrenner's equation. Then the total pile length is minimized under the settlement constraint. An extended sequential linear programming technique combined with an adaptive step-length algorithm of pile lengths is used to solve the optimal design problem. The accuracy of the simplified settlement analysis method and the validity of the obtained optimal solution are investigated through the comparison with the actual measurement result in existing piled raft foundations.

다단계 혼성근사화에 의한 부구조화 기반 구조 재해석 (Substructuring-based Structural Reanalysis by Multilevel Hybrid Approximation)

  • 황진하;김경일;이학술
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제12권3호
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    • pp.397-406
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    • 1999
  • 본 연구는 부구조화에 기초한 다단계 혼성 구조 재해석방법을 제시한다. 부구조화의 틀에 보존근사화의 각 항을 차원축소법의 기저로 한 보존 전역-부분근사화에 의하여 변위 산정의 정확성과 효율성을 확보하고, 이를 바탕으로 이미 구성된 응력-변위 관계식을 병용하는 혼성방식을 통하여 전체 설계의 중간 단계에서 반복되는 재해석 과정의 신뢰성을 높인다. 전체적으로 선형근사화와 상반근사화를 교차적용하는 1단계 보존근사화로부터 전역 근사화와 결합하여 구하는 변위산정과 그에 종속되는 행렬연산으로 산출하는 응력계산의 3단계로 이루어지는 본 방법은 대형 구조계를 대상으로 하여, 해석의 기본 틀로 부구조화 방법을 택하였으며, 몇 개의 예제들을 통하여 타당성 및 유용성을 검증하였다.

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확률적 피로한도모형하에서 계단형 피로시험의 설계 (Design of the Staircase Fatigue Tests for the Random Fatigue Limit Model)

  • 서순근;박정은;조유희;송서일
    • 품질경영학회지
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    • 제35권3호
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    • pp.107-117
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    • 2007
  • The fatigue has been considered the most failure mode of metal, ceramic, and composite materials. In this paper, numerical experiments to asses the usefulness of two Dixon's methods(small and large samples) and 14 S-N methods on assumptions of lognormal fatigue limit distribution under RFL(Random Fatigue Limit) model are conducted for staircase(or up-and-down) test and compared by MSE(Mean Squared Error) and bias for estimates of mean log-fatigue limit. Also, guidelines for staircase test plans to choose initial stress level and step size are recommended from numerical experiments including sensitivity analyses. In addition, the parametric bootstrap method to construct a confidence interval for the mean of log-fatigue limit by the percentile method using a transition probability matrix of Markov chain is presented and illustrated with an example.

축방향으로 압축을 받는 GFRP 원통형 판넬의 유한요소 모델링 (Finite Element Modelling of Axially Compressed GFRP Cylindrical Panels)

  • 김기두
    • 대한토목학회논문집
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    • 제13권4호
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    • pp.15-25
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    • 1993
  • 복합재료를 효과적으로 사용하기 위하여 복합재료 구조물의 설계기준 개발을 위한 연구가 진행되고 있다. 금속 셀의 좌굴에 대한 설계시에는 초기 결함의 영향과 탄성임계좌굴응력을 근거로 한 녹다운계수(Knock-down factor)를 정의하는 것이 중요한 과정이나 복합재료 쉘의 좌굴에 대한 설계시에는 초기 결함에 대한 민감도가 거의 연구되어 있지 않은 실정이다. 복합재료 쉘의 좌굴거동에 영향을 주는 설계변수는 많기 때문에, 쉘의 설계시 이 변수들로 인한 초기 결함 민감도를 분석하기 위하여 많은 실험을 필요로 하고 있으며 실험 이외의 다른 방법으로서는 이미 검증된 수치모델을 사용하는 것이다. 본 논문에서는 복합재료 쉘요소를 개발하는데 사용된 이론을 요약, 정리 하였으며 수치예제를 통하여 본 연구에서 제안한 쉘요소의 정확성을 검증하였다. 그리고 축방향으로 압축을 받는 GFRP 곡선형 판넬의 설계시 고려해야 하는 각 변수들을 다양하게 변화시키면서 좌굴거동에 미치는 영향을 유한요소 모델링에 의해 고찰하였다. 방법으로서 초기 결합 및 두께의 진폭을 고려한 비선형 해석과 고유치 해석을 수행하였으며 이 결과를 이용하여 녹다운 계수를 산출하였다.

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