• 제목/요약/키워드: moving least-squares method

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2차원 비압축성 점성유동에 관한 무격자법 기반의 수치해석 (NUMERICAL STUDY ON TWO-DIMENSIONAL INCOMPRESSIBLE VISCOUS FLOW BASED ON GRIDLESS METHOD)

  • 정세민;박종천;허재경
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2009년 춘계학술대회논문집
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    • pp.239-244
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    • 2009
  • The gridless (or meshfree) methods, such as MPS, SPH, FPM an so forth, are feasible and robust for the problems with moving boundary and/or complicated boundary shapes, because these methods do not need to generate a grid system. In this study, a gridless solver, which is based on the combination of moving least square interpolations on a cloud of points with point collocation for evaluating the derivatives of governing equations, is presented for two-dimensional unsteady incompressible Navier-Stokes problem in the low Reynolds number. A MAC-type algorithm was adopted and the Poission equation for the pressure was solved by successively in the moving least square sense. Some weighing functions were tested in order to investigate the up-winding effect for the convection term. Some typical problems were solved by the presented solver for the validation and the results obtained were compared with analytic solutions and the numerical results by conventional CFD methods, such as FVM.

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유한요소 모델의 절점 활성화 기법 : Ⅰ. 이론 (Node Activation Technique for Finite Element Model : Ⅰ. Theory)

  • 조진연;김도년;김승조
    • 한국항공우주학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.26-34
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    • 2003
  • 본 논문에서는 이동최소자승 근사법 등의 무요소 근사법을 이용하여 유한요소모델 절점의 연결성과 무관하게 유한요소 절점을 자유로이 활성화시킬 수 있는 절점활성화 기법을 제안하고, 제안된 방법의 타당성을 고찰하기 위해 일관성 조건, 수치해의 유계성 등에 대한 이론적 고찰을 수행한다. 제안된 절점활성화 기법을 이용하면 많은 수의 유한요소 절점 중 관심이 있는 일부 절점만을 선택, 활성화시켜 이들만을 미지수로 이용하여 문제를 해석할 수 있기 때문에 설계 및 재해석을 효율적으로 수행할 수 있다.

보수적 근사모델을 적용한 신뢰성 기반 강건 최적설계 방법 (Study of Reliability-Based Robust Design Optimization Using Conservative Approximate Meta-Models)

  • 심형민;송창용;이종수;최하영
    • 한국해양공학회지
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    • 제26권6호
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    • pp.80-85
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    • 2012
  • The methods of robust design optimization (RDO) and reliability-based robust design optimization (RBRDO) were implemented in the present study. RBRDO is an integrated method that accounts for the design robustness of an objective function and for the reliability of constraints. The objective function in RBRDO is expressed in terms of the mean and standard deviation of an original objective function. Thus, a multi-objective formulation is employed. The regressive approximate models are generated via the moving least squares method (MLSM) and constraint-feasible moving least squares method (CF-MLSM), which make it possible to realize the feasibility regardless of the multimodality/nonlinearity of the constraint function during the approximate optimization processes. The regression model based RBRDO is newly devised and its numerical characteristics are explored using the design of an actively controlled ten bar truss structure.

임의의 절점 추가에 의한 개선 유한요소법 (An Improved Finite Element Method by Adding Arbitrary Nodes in a Domain)

  • 김현규
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제30권12호
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    • pp.1626-1633
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    • 2006
  • In the present paper, in the context of the meshless interpolation of a moving least squares (MLS) type, a novel method which uses primary and secondary nodes in the domain and on the global boundary is introduced, in order to improve the accuracy of solution. The secondary nodes can be placed at any location where one needs to obtain a better resolution. The support domains for the shape functions in the MLS approximation are defined from the primary nodes, and the secondary nodes use the same support domains. The shape functions based on the MLS approximation, in an integration domain, have a single type of a rational function, which reduces the difficulty of numerical integration to evaluate the weak form. The present method is very useful in an adaptive calculation, because the secondary nodes can be easily added and moved without an additional mesh. Several numerical examples are presented to illustrate the effectiveness of the present method.

이동최소제곱근사법을 이용한 개선된 구조 신뢰성 해석 (An Improved Structural Reliability Analysis using Moving Least Squares Approximation)

  • 강수창;고현무
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권6A호
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    • pp.835-842
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    • 2008
  • 응답면 기법은 수치적 효율성을 증대시키기 위해 구조 신뢰성 해석에 널리 적용되고 있다. 그러나 응답면 기법을 사용한 대형구조물의 신뢰성 해석에는 아직도 과도한 해석시간이 요구되고 비선형성이 큰 한계상태에 대해서는 확률변수에 대한 신뢰도지수의 민감도 측면에서 많은 오차가 발생한다. 그러므로, 이 연구에서는 이동최소제곱근사법을 적용한 새로운 응답면 기법을 제안한다. 기존의 응답면 기법에 사용되어온 최소제곱근사법은 표본점들에 동일한 가중값을 부여하여 응답면 함수의 계수를 결정한다. 반면에 이동최소제곱근사법은 설계점에 가까운 표본점들에 더 높은 가중값을 부여함으로써 설계점 근처에서 한계상태식에 더 가까운 응답면 함수를 제공하여 정확도를 증대시킨다. 이동최소제곱근사법을 이용한 신뢰성 해석 절차를 살펴보면, 먼저 선형 응답면 함수를 생성하여 설계점이 있을 영역을 결정한 다음, 이 영역에서 추출된 표본점들을 이용하여 2차 응답면 함수를 생성한다. 그 다음 단계에서는 기존에 추출된 표본점에 연속적으로 하나의 표본점을 더해가면서 응답면 함수를 더욱더 정확히 근사시킨다. 제안된 방법의 효율성을 검토하기 위해서 기존 연구자에 의해 제안된 수치적 문제 및 트러스 문제들에 대하여 신뢰성 해석을 수행하였다. 그 결과 제안된 방법은 민감도를 포함한 정확성 뿐만 아니라 계산 효율성도 증대시킴을 확인할 수 있었다.

An efficient robust cost optimization procedure for rice husk ash concrete mix

  • Moulick, Kalyan K.;Bhattacharjya, Soumya;Ghosh, Saibal K.;Shiuly, Amit
    • Computers and Concrete
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    • 제23권6호
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    • pp.433-444
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    • 2019
  • As rice husk ash (RHA) is not produced in controlled manufacturing process like cement, its properties vary significantly even within the same lot. In fact, properties of Rice Husk Ash Based Concrete (RHABC) are largely dictated by uncertainty leading to huge deviations from their expected values. This paper proposes a Robust Cost Optimization (RCO) procedure for RHABC, which minimizes such unwanted deviation due to uncertainty and provides guarantee of achieving desired strength and workability with least possible cost. The RCO simultaneously minimizes cost of RHABC production and its deviation considering feasibility of attaining desired strength and workability in presence of uncertainty. RHA related properties have been modeled as uncertain-but-bounded type as associated probability density function is not available. Metamodeling technique is adopted in this work for generating explicit expressions of constraint functions required for formulation of RCO. In doing so, the Moving Least Squares Method is explored in place of conventional Least Square Method (LSM) to ensure accuracy of the RCO. The efficiency by the proposed MLSM based RCO is validated by experimental studies. The error by the LSM and accuracy by the MLSM predictions are clearly envisaged from the test results. The experimental results show good agreement with the proposed MLSM based RCO predicted mix properties. The present RCO procedure yields RHABC mixes which is almost insensitive to uncertainty (i.e., robust solution) with nominal deviation from experimental mean values. At the same time, desired reliability of satisfying the constraints is achieved with marginal increment in cost.

Radial basis collocation method for dynamic analysis of axially moving beams

  • Wang, Lihua;Chen, Jiun-Shyan;Hu, Hsin-Yun
    • Interaction and multiscale mechanics
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    • 제2권4호
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    • pp.333-352
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    • 2009
  • We introduce a radial basis collocation method to solve axially moving beam problems which involve $2^{nd}$ order differentiation in time and $4^{th}$ order differentiation in space. The discrete equation is constructed based on the strong form of the governing equation. The employment of multiquadrics radial basis function allows approximation of higher order derivatives in the strong form. Unlike the other approximation functions used in the meshfree methods, such as the moving least-squares approximation, $4^{th}$ order derivative of multiquadrics radial basis function is straightforward. We also show that the standard weighted boundary collocation approach for imposition of boundary conditions in static problems yields significant errors in the transient problems. This inaccuracy in dynamic problems can be corrected by a statically condensed semi-discrete equation resulting from an exact imposition of boundary conditions. The effectiveness of this approach is examined in the numerical examples.

이송 물체의 질령 측정 속도 및 정밀도 향상 모사 연구 (Development of Speed and Precision in the Mass Measurement of Moving Object)

  • 이우갑;정진완;김광표
    • 한국정밀공학회지
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    • 제11권6호
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    • pp.136-142
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    • 1994
  • This study presents an algorithm and related techniques which could satisfy the important properties of check weighers and conveyor scales. The algorithm of Recursive Least Squares Regression is described for te weighing system simulated as a dynamic model of the second order. Using the model and the algorithm, model parameters and then the mass being weighed can be determined from the step input. The performance of the algorithm is illustrated in digital simulation. Discussions are extended to the development of fast converging algorithm. It turns out that the algorithm shows several desirable features suitable for microcomputer assisted real-time signal processing, which are high precision and stability in noisy environment.

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이동최소자승근사법을 이용한 개선된 신뢰도 기반 최적설계 (An Improved Reliability-Based Design Optimization using Moving Least Squares Approximation)

  • 강수창;고현무
    • 대한토목학회논문집
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    • 제29권1A호
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    • pp.45-52
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    • 2009
  • 기존의 구조물의 설계에서는 안전성 및 경제성 등을 향상시키기 위해서 시방서에 명시된 설계지침을 제약조건으로 하여 확정론적 최적설계를 수행하는 것이 일반적이다. 하지만, 구조물의 설계에는 본질적으로 재료성질, 작용하중 및 시공오차 등의 불확실성이 내포되어 있으며, 이러한 불확실성과 경제성을 동시에 고려한 설계가 보다 더 합리적인 설계라 할 수 있다. 기존의 확정론적 최적설계에서는 이러한 불확실성을 고려하기 위하여 결정론적인 안전율을 도입하여 설계하지만, 이러한 경우 각 한계상태 및 파괴모드에 대한 일관된 안전성 및 신뢰도 수준을 확보하지 못한다. 최근에 이러한 불확실성 및 경제성을 동시에 고려하는 신뢰도 기반 최적설계에 대한 연구가 수행되고 있다. 신뢰도 기반 최적설계는 확률구속조건을 평가하는 방법에 따라 RIA(reliability index approach) 및 PMA(performance measure approach)로 구분된다. 일반적으로 PMA가 RIA 보다 안정성 및 효율성 측면에서 더 우수하다는 비교연구가 수행된 바 있다. 하지만 아직도 대형구조해석을 필요로 하는 경우에는 계산비용이 과다하여 최적설계가 불가능하므로 보다 개선된 신뢰도 기반 최적설계 알고리즘이 필요하다고 할 수 있다. 본 연구에서는 계산비용을 줄이면서도 안정적으로 수렴하는 개선된 신뢰도 기반 최적설계 알고리즘을 제안한다. PMA에 적합한 응답면 기법을 개발하였으며, 한계상태식의 근사는 이동최소자승근사법을 사용하였다. 이로부터 더 적은 표본점의 추출만으로 더욱더 정확한 응답면 함수를 얻게 되어 정확도 및 효율성을 개선할 수 있었다. 수학적 문제 및 10-bar truss 문제에 대하여 제안된 방법을 적용한 결과, 수렴성 및 효율성 측면에서 우수한 성능을 보여줌을 확인하였다.

이동 물체 포착을 위한 비젼 서보 제어 시스템 개발 (Development of Visual Servo Control System for the Tracking and Grabbing of Moving Object)

  • 최규종;조월상;안두성
    • 동력기계공학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.96-101
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    • 2002
  • In this paper, we address the problem of controlling an end-effector to track and grab a moving target using the visual servoing technique. A visual servo mechanism based on the image-based servoing principle, is proposed by using visual feedback to control an end-effector without calibrated robot and camera models. Firstly, we consider the control problem as a nonlinear least squares optimization and update the joint angles through the Taylor Series Expansion. And to track a moving target in real time, the Jacobian estimation scheme(Dynamic Broyden's Method) is used to estimate the combined robot and image Jacobian. Using this algorithm, we can drive the objective function value to a neighborhood of zero. To show the effectiveness of the proposed algorithm, simulation results for a six degree of freedom robot are presented.

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