• 제목/요약/키워드: numerical differentiation

검색결과 117건 처리시간 0.038초

A Modular Formulation for Flexible Multibody Systems Including Nonlinear Finite Elements

  • Kubler Lars;Eberhard Peter
    • Journal of Mechanical Science and Technology
    • /
    • 제19권spc1호
    • /
    • pp.461-472
    • /
    • 2005
  • A formulation for flexible multibody systems (MBS) is investigated, where rigid MBS substructures are coupled with flexible bodies described by a nonlinear finite element (FE) approach. Several aspects that turned out to be crucial for the presented approach are discussed. The system describing equations are given in differential algebraic form (DAE), where many sophisticated solvers exist. In this paper the performance of several solvers is investigated regarding their suitability for the application to the usually highly stiff DAE. The substructures are connected with each other by nonlinear algebraic constraint equations. Further, partial derivatives of the constraints are required, which often leads to extensive algebraic trans-formations. Handcoding of analytically determined derivatives is compared to an approach utilizing algorithmic differentiation.

Matrix-based Chebyshev spectral approach to dynamic analysis of non-uniform Timoshenko beams

  • Wang, W.Y.;Liao, J.Y.;Hourng, L.W.
    • Structural Engineering and Mechanics
    • /
    • 제39권5호
    • /
    • pp.669-682
    • /
    • 2011
  • A Chebyshev spectral method (CSM) for the dynamic analysis of non-uniform Timoshenko beams under various boundary conditions and concentrated masses at their ends is proposed. The matrix-based Chebyshev spectral approach was used to construct the spectral differentiation matrix of the governing differential operator and its boundary conditions. A matrix condensation approach is crucially presented to impose boundary conditions involving the homogeneous Cauchy conditions and boundary conditions containing eigenvalues. By taking advantage of the standard powerful algorithms for solving matrix eigenvalue and generalized eigenvalue problems that are embodied in the MATLAB commands, chebfun and eigs, the modal parameters of non-uniform Timoshenko beams under various boundary conditions can be obtained from the eigensolutions of the corresponding linear differential operators. Some numerical examples are presented to compare the results herein with those obtained elsewhere, and to illustrate the accuracy and effectiveness of this method.

Delay Performance of Multi-Service Network with Strict Priority Scheduling Scheme

  • Lee, Hoon
    • 한국통신학회논문지
    • /
    • 제30권2B호
    • /
    • pp.11-20
    • /
    • 2005
  • Strict priority scheduling scheme is a good candidate for the implementation of service differentiation in an Internet because of simplicity in implementation and the capability to guarantee the delay requirement of the highest class of traffic. However, it is also blown that strict priority starves the lower-class traffic at the cost of prioritizing the higher-class traffic. The purpose of this work is to propose an analytic method which can estimate the average delay performance of Diffserv service architecture and shows that strict priority scheme does not sacrifice the lower class traffic over a diverse condition of the load. From the numerical experiments for three-class Diffserv network we validate our argument that strict priority scheme may be applied to a service differentiation scheme for the future Internet.

3차원 정자계 문제의 형상 최적설계를 위한 설계 민감도 해석 (Design Sensitivity Analysis for the Optimal Shape Design of Three-Dimensional Magnetostatic Problems)

  • 고창섭;정현교;한송엽
    • 대한전기학회논문지
    • /
    • 제41권8호
    • /
    • pp.850-857
    • /
    • 1992
  • Design sensitivity analysis is proposed for the optimal shape design of three-dimensional magnetostatic problems. The direct differentiation method is introduced for design sensitivity analysis and the boundary element method with reduced magnetic scalar potential as the state variable is used to analyze the magnetic characteristics. In the direct differentiation method, the design sensitivity, defined as the total derivative of the objective function with respect to the design variables, is calculated based on the variation of the state variable with respect to the design variable. And the variation of the state variable is calculated by differetiating the both sides of the system matrix equation obtained by applying boundary element method. Through the numerical example with simple electromagnet, the usefulness is proved.

JET 기반 우회 경로 방식의 광 버스트 스위치 네트워크에서 동적 파장 할당과 선취권 방식에 의한 상대적 서비스 차별화 방안 (Relative Service Differentiation with Dynamic Wavelength Allocations and Preemptions in JET based Optical Burst-Switched Networks with Deflection Routing)

  • 백정훈
    • 한국정보통신학회논문지
    • /
    • 제16권9호
    • /
    • pp.1906-1914
    • /
    • 2012
  • 본 논문은 우회경로를 적용하는 JET 스위칭 방식의 광 버스트 스위치 네트워크에서 클래스간 비율적 서비스 차별화 방안을 제안한다. 제안하는 방식은 동적파장할당, 선취권, 그리고 우회경로 방식을 적용한다. 동적파장할당은 주기적인 측정을 통해 클래스간 손실 비율의 조정이 요구되는 경우에 높은 클래스에 할당된 파장의 수를 동적으로 증가시킴으로서 높은 클래스의 손실률도 낮추면서 동시에 상대적 손실 비율도 유지한다. 가용한 파장이 모두 사용된 경우에는 낮은 클래스의 트래픽이 사용하던 파장을 높은 클래스의 트래픽에 이양하는 선취권 방식을 적용한다. 동시에 우회경로를 적용하여 높은 클래스나 낮은 클래스의 손실률을 낮춘다. 제안된 방식에 대한 큐잉 기반의 분석 모델이 도출되고, 도출된 모델을 기반으로 성능분석을 수행하여 제안모델이 비율적 서비스 차별화를 제공함을 입증한다.

광 버스트 스위칭 네트워크에서 서비스 차별화를 제공하는 공유 기반의 허락 제어 방식 (Sharing based Admission Control Scheme for Service Differentiation in Optical Burst Switching Networks)

  • 백정훈
    • 방송공학회논문지
    • /
    • 제20권5호
    • /
    • pp.748-755
    • /
    • 2015
  • 본 논문에서는 광 버스트 스위칭 네트워크에서 서비스 차별화를 제공하고 파장의 보다 효율적인 활용성을 제공하는 공유(sharing) 기반의 허락 제어(admission control) 방식을 제안한다. 제안하는 공유 기반의 허락 제어 방식은 광 버스트 스위치의 출력링크 파장 중 일부를 다수의 클래스가 공유하여 사용하고 나머지는 가장 높은 클래스가 전용하게 함으로서 서비스 차별화를 제공함과 동시에 공유를 통한 파장의 효율성을 도모한다. 제안하는 공유기반의 허락 제어 방식에 대한 서비스 차별화 기능 및 공유파장의 수와 스루풋(throughput)간의 관계를 도출하기 위하여 마코흐(Markov) 기반의 분석모델을 적용하고 산술적 분석을 시행한다. 분석을 통해 낮은 클래스의 트래픽 성능은 높은 클래스나 낮은 클래스가 균등하게 입력되는 경우와 낮은 클래스의 입력률이 낮은 경우에는 공유파장의 수가 많을수록 개선되지만 낮은 클래스의 입력률이 특정 임계치를 초과하게 되면 공유 파장의 효과는 다소 감소되는 것을 보인다.

관형 연소기의 열-음향 진동에 의한 소음 특성 예측 (Prediction of Thermo-acoustic Oscillation Characteristics in a Ducted Combustor)

  • 김재헌;이정한;이수갑;정인석
    • 한국음향학회지
    • /
    • 제18권7호
    • /
    • pp.56-66
    • /
    • 1999
  • 일반 내연기관이나 산업용로, 로켓 엔진 등의 기본적인 형상이라고 할 수 있는 관형 연소기에서 발생하는 연소 소음은 열-음향 되먹임 현상에 의해 야기되는 형태가 지배적이며. 심할 경우 시스템의 파괴를 야기할 수도 있는 중요한 문제이다. 본 연구에서는 열-음향 진동중에서도 열-기인 음향 진동으로 분류될 수 있는 현상에 초점을 맞추어 유동장, 음향장 및 연소 반응을 수치적으로 해석하여 여러 주어진 조건에 따른 정상적인 해석뿐만 아니라 음압 수준이나 기본 주파수 예측과 같은 정량적인 결과 도출을 효과적으로 수행할 수 있는 수치적 기법의 개발을 목적으로 하였다. 다양한 당량비를 가진 혼합기에 대해 수치 해석을 수행한 결과 실험 측정치의 경향과 잘 일치할 뿐만 아니라 정량적인 면에서도 상당히 정확한 예측을 할 수 있음을 확인하였다.

  • PDF

PERTURBATION ANAYSIS FOR THE MATRIX EQUATION X = I - A*X-1A + B*X-1B

  • Lee, Hosoo
    • Korean Journal of Mathematics
    • /
    • 제22권1호
    • /
    • pp.123-131
    • /
    • 2014
  • The purpose of this paper is to study the perturbation analysis of the matrix equation $X=I-A^*X^{-1}A+B^*X^{-1}B$. Based on the matrix differentiation, we give a precise perturbation bound for the positive definite solution. A numerical example is presented to illustrate the shrpness of the perturbation bound.

A STABILIZED CHARACTERISTIC FINITE VOLUME METHOD FOR TRANSIENT NAVIER-STOKES EQUATIONS

  • Zhang, Tong
    • Journal of applied mathematics & informatics
    • /
    • 제29권5_6호
    • /
    • pp.1205-1219
    • /
    • 2011
  • In this work, a stabilized characteristic finite volume method for the time-dependent Navier-Stokes equations is investigated based on the lowest equal-order finite element pair. The temporal differentiation and advection term are dealt with by characteristic scheme. Stability of the numerical solution is derived under some regularity assumptions. Optimal error estimates of the velocity and pressure are obtained by using the relationship between the finite volume and finite element methods.

ON APPROXIMATIONS BY IRRATIONAL SPLINES

  • LEVIN, MIKHAIL P.
    • Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
    • /
    • 제5권1호
    • /
    • pp.47-53
    • /
    • 2001
  • A problem of approximation by irrational splines is considered. These splines have a constant curvature between interpolation nodes and need only one additional boundary condition for derivatives, which should be set only at one of two boundary nodes, that is impossible for usual polynomial splines required boundary conditions at both boundary nodal points. Some estimations for numerical differentiation and rounding error analysis are presented.

  • PDF