• 제목/요약/키워드: matrix condensation

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Regulation of Early Steps of Chondrogenesis in the Developing Limb

  • Kang, Shin-Sung
    • Animal cells and systems
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    • 제12권1호
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    • pp.1-9
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    • 2008
  • In the developing limb, chondrogenesis is an important prerequisite for the formation of cartilage whose template is required for bone formation. Chondrogenesis is a tightly regulated multi-step process, including mesenchymal cell recruitment/migration, prechondrogenic condensation of the mesenchymal cells, commitment to the chondrogenic lineage, and differentiation into chondrocytes. This process is controlled exquisitely by cellular interactions with the surrounding matrix and regulating factors that initiate or suppress cellular signaling pathways and transcription of specific genes in a temporal-spatial manner. Understanding the cellular and molecular mechanisms of chondrogenesis is important not only in the context of establishing basic principle of developmental biology but also in providing research direction toward preventive and/or regenerative medicine. Here, I will overview the current understanding of cellular and molecular mechanisms contributing to prechondrogenic condensation processes, the crucial steps for chondrogenesis, focusing on cell-cell and cell-matrix interactions.

Condensation of independent variables in free vibration analysis of curved beams

  • Mochida, Yusuke;Ilanko, Sinniah
    • Advances in aircraft and spacecraft science
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    • 제3권1호
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    • pp.45-59
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    • 2016
  • In this paper, the condensation method which is based on the Rayleigh-Ritz method, is described for the free vibration analysis of axially loaded slightly curved beams subject to partial axial restraints. If the longitudinal inertia is neglected, some of the Rayleigh-Ritz minimization equations are independent of the frequency. These equations can be used to formulate a relationship between the weighting coefficients associated with the lateral and longitudinal displacements, which leads to "connection coefficient matrix". Once this matrix is formed, it is then substituted into the remaining Rayleigh-Ritz equations to obtain an eigenvalue equation with a reduced matrix size. This method has been applied to simply supported and partially clamped beams with three different shapes of imperfection. The results indicate that for small imperfections resembling the fundamental vibration mode, the sum of the square of the fundamental natural and a non-dimensional axial load ratio normalized with respect to the fundamental critical load is approximately proportional to the square of the central displacement.

점탄성 감쇠기가 설치된 고층건물의 효율적인 동적 해석 (Efficient Dynamic Analysis of Tall Buildings with Viscoelastic Dampers)

  • 김상태;홍성일;이동근
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제1권3호
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    • pp.11-19
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    • 1997
  • 본 논문은 점탄성 감쇠기가 설치된 고층건물의 효율적인 동적 해석방법에 대한 연구이다. 점탄성 감소기가 건물의 진동을 적절히 제어하기 위하여 사용되고 있으며 이러한 점타성 감쇠기가 설치된 건물의 동적거동을 예측하기 위하여 적절한 해석방법이 필요하다. 해석의 효율성을 높이기 위해서 강막가정과 행렬의 응축기법을 적용할 수 있는데, 점탄성 감쇠가가 설치된 건물은 강막가정을 고려한 행렬의 응축기법을 쉽게 적용할 수 없다. 따라서 제안된 해석방법에 감쇠행렬의 새로운 응축방법을 사용하였다. 그리고 예제 건물의 해석을 통하여 해석방법의 정확한 효율성에 대하여 살펴 보았다.

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Displacement and force control of complex element structures by Matrix Condensation

  • Saeed, Najmadeen M.;Kwan, Alan S.K.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제59권6호
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    • pp.973-992
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    • 2016
  • A direct and relatively simple method for controlling nodal displacements and/or internal bar forces has been developed for prestressable structural assemblies including complex elements ("macro-elements", e.g., the pantographic element), involving Matrix Condensation, in which structural matrices being built up from matrices of elementary elements. The method is aimed at static shape control of geometrically sensitive structures. The paper discusses identification of the most effective bars for actuation, without incurring violation in bar forces, and also with objective of minimal number of actuators or minimum actuation. The advantages of the method is that the changes for both force and displacement regimes are within a single formulation. The method can also be used for adjustment of bar forces to either reduce instances of high forces or increase low forces (e.g., in a cable nearing slack).

성긴 일반 감쇠행렬을 포함하는 구조물에 대한 효율적인 주파수 응답 계산 방법 (An efficient method for computation of receptances of structural systems with sparse, non-proportional damping matrix)

  • 박종혁;홍성욱
    • 한국정밀공학회지
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    • 제12권7호
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    • pp.99-106
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    • 1995
  • Frequency response functions are of great use in dynamic analysis of structural systems. The present paper proposes an efficient method for computation of the frequency rewponse functions of linear structural dynamic models with a sparse, non-proportional damping matrix. An exact condensation procedure is proposed which enables the present method to condense the matrices without resulting in any errors. Also, an iterative scheme is proposed to be able to avoid matrix inversion in computing frequency response matrix. The proposed method is illustrated through a numerical example.

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벽식구조물의 효율적인 연직진동해석 (Efficient Floor Vibration Analysis in A Shear Wall Building Structure)

  • 김현수;이동근
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제8권6호통권40호
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    • pp.55-66
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    • 2004
  • 현재 국내에서는 벽과 바닥판만으로 이루어진 벽식 구조형식의 아파트 건물이 많이 건설되고 있다. 아파트와 같은 주거구조물에서는 다양한 진동원에 의하여 진동이 발생하고 이러한 진동은 벽과 바닥판을 통하여 이웃한 세대 및 위, 아래층 세대로 전달되게 된다. 벽식구조물의 진동해석을 정확하게 수행하기 위해서는 벽과 바닥판을 많은 수의 유한요소로 세분한 모델을 사용하는 것이 필요하다. 그러나 아파트와 같은 벽식구조물 전체를 수많은 유한요소로 세분하여 모형화하면 막대한 해석시간과 컴퓨터 메모리가 필요하게 된다. 따라서 본 연구에서는 상당히 줄어든 해석시간과 컴퓨터 메모리를 사용하여 정확한 해석결과를 얻기 위하여 행렬응축기법으로 벽과 바닥판에 수직인 자유도만 가지는 효율적인 진동해석 모델을 제안한다. 벽식구조물에서 벽과 바닥에 수직인 자유도만을 남기고 나머지 자유도를 행렬응축기법을 통하여 한꺼번에 소거를 한다면 행렬응축과정에서 상당히 많은 양의 시간이 소요된다. 따라서 본 연구에서는 벽이나 바닥판에 수직인 자유도만을 가진 수퍼요소를 생성한 후 이를 조합하여 한 층을 나타내는 부분구조를 만들고 최종적으로 부분구조를 조합하여 전체 구조물을 구성하는 모형화 기법을 제안하였다. 제안된 해석기법의 정확성과 효율성을 검증하기 위하여 3층 및 5층의 벽식구조물을 예제구조물로 사용하여 동적해석을 수행하였다. 예제해석 결과 제안된 해석방법의 결과는 절점당 6개의 자유도를 모두 사용한 해석모델의 결과와 비슷한 정확성을 보이면서도 소요되는 해석시간과 컴퓨터 메모리를 대폭 줄일 수 있었다.

An Accelerated Inverse Perturbation Method for Structural Damage Identification

  • Park, Young-Jae;Lee, Usik
    • Journal of Mechanical Science and Technology
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    • 제17권5호
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    • pp.637-646
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    • 2003
  • In the previous study, the inverse perturbation method was used to identify structural damages. Because all unmeasured DOFs were considered as unknown variables, considerable computational effort was required to obtain reliable results. Thus, in the present study, a system condensation method is used to transform the unmeasured DOFs into the measured DOFs, which eliminates the remaining unmeasured DOFs to improve computational efficiency. However, there may still arise a numerically ill-conditioned problem, if the system condensation is not adequate for numerical Programming or if the system condensation is not recalibrated with respect to the structural changes. This numerical problem is resolved in the present study by adopting more accurate accelerated improved reduced system (AIRS) as well as by updating the transformation matrix at every step. The criterion on the required accuracy of the condensation method is also proposed. Finally, numerical verification results of the present accelerated inverse perturbation method (AIPM) are presented.

시스템 축소기법이 적용된 역섭동법을 이용한 손상탐지 (System Condensation Technique-Based Inverse Perturbation Method of Damage Detection)

  • 최영재;이우식
    • 한국항공우주학회지
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    • 제30권7호
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    • pp.98-104
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    • 2002
  • 본 연구에서는 역섭동법을 이용한 손상탐지의 효율을 개선하는 목적으로 시스템 축소기법을 사용하였다. 이 방법은 손상탐지의 미측정 자유도를 측정된 자유도로 변환하여 역섭동법의 계산효율이 향상되는 장점이 있으나, 부정확한 자유도의 변환으로 수치적인 안정성이 저하될 수 있다. 따라서 자유도 변환식을 수치해법 과정에서 반복적으로 개선하는 방법과, 매우 정확한 accelerated improved reduced system (AIRS) 축소법의 사용으로 역섭동법의 수치적 불안정성을 해결하였다.

강성응축기법을 이용한 국부 비선형 정적 해석 (Local Nonlinear Static Analysis via Static Condensation)

  • 신한섭;오민한;부승환
    • 해양환경안전학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.193-200
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    • 2021
  • 본 연구에서는 국부 비선형 정적 해석을 효율적으로 수행하기 위하여 강성응축(Static condensation)을 활용한 해석기법을 제시하였다. 강성응축기법은 자유도 기반의 유한요소 모델 축소기법이며, 해석 모델을 관심 대상(Target) 부분과 응축되어 생략될(Omitted) 부분으로 구분한다. 본 연구에서는, 관심 대상 부분에는 비선형 영역, 생략될 부분에는 선형 영역으로 지정하였고, 선형 영역에 대응되는 강성 행렬 및 하중 벡터를 비선형 영역, 즉 관심 대상 부분으로 모두 응축하였다. 모델 응축 후에는 비선형 영역에 대한 강성 행렬 및 하중 벡터만으로 이루어진 축소 모델을 구성하였으며, 이 축소 모델만을 뉴턴-랩슨 반복(Newton-Raphson iteration)을 통해 갱신하여 효율적으로 비선형 해석을 수행하였다. 끝으로, 제안된 기법을 다양한 수치 예제에 적용하여 해석기법의 효율성과 신뢰성을 제시하였다.

비비례 감쇠 구조의 고유치 문제에 대한 반복적인 동적 축소법 (Dynamic Condensation using Iterative Manner for Structural Eigenproblem with Nonproportional Damping)

  • 조맹효;최동수
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2008년도 정기 학술대회
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    • pp.342-349
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    • 2008
  • A selection method of primary degrees of freedom in dynamic condensation for nonproportional damping structures is proposed. Recently, many dynamic condensation schemes for complex eigenanalysis have been applied to reduce the number of degrees of freedom. Among them, iterative scheme is widely used because accurate eigenproperties can be obtained by updating the transformation matrix in every iteration. However, a number of iteration to enhance the accuracy of the eigensolutions may have a possibility to make the computation cost expensive. This burden can be alleviated by applying properly selected primary degrees of freedom. In this study, which method for selection of primary degrees of freedom is best fit for the iterative dynamic condensation scheme is presented through the results of a numerical experiment. The results of eigenanalysis of the proposed method is also compared to those of other selection schemes to discuss a computational effectiveness.

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