• Computers and Concrete
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• 제18권5호
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• pp.1019-1039
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• 2016

In this paper, a parallel algorithm of nonlinear dynamic analysis of three-dimensional (3D) reinforced concrete (RC) frame structures based on the platform of graphics processing unit (GPU) is proposed. Time integration is performed using Newmark method for nonlinear implicit dynamic analysis and parallelization strategies are presented. Correspondingly, a parallel Preconditioned Conjugate Gradients (PCG) solver on GPU is introduced for repeating solution of the equilibrium equations for each time step. The RC frames were simulated using fiber beam model to capture nonlinear behaviors of concrete and reinforcing bars. The parallel finite element program is developed utilizing Compute Unified Device Architecture (CUDA). The accuracy of the GPU-based parallel program including single precision and double precision was verified in comparison with ABAQUS. The numerical results demonstrated that the proposed algorithm can take full advantage of the parallel architecture of the GPU, and achieve the goal of speeding up the computation compared with CPU.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권2호
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• pp.41-50
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• 2003

본 논문에서는, 병렬 다중 프런트 해법을 이용한 비선형 병렬 구조해석 과정을 소개하고 이의 응용예제로써 2차원 및 3차원 균열 모델에서의 손상 국부화를 모사하였다. 비선형 유한요소 해석과 연속체 손상역학과 관련된 병렬 알고리듬을 구현하였고, 비선형 손상해석에서 사용되는 많은 변수들을 저장하기 위해서는 메모리가 많이 필요하므로 이를 줄이는 방안을 고려하였다. 그리고 손상 진전으로 인한 변형도 연화가 발생할 때 해를 구하기 위해 사용한 Riks의 연속법도 병렬 계산에 맞도록 수정하였다. 수치예제로써, 최대 약 1백만 자유도를 가진 모델들을 사용하여 손상 국부화 문제를 해석하였는데, 이 예제에서 비선형 병렬 알고리듬의 병렬효율과 자유도 변화에 따른 균열 끝단에서의 손상 변화를 살펴보았다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권8호
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• pp.565-571
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• 2020

본 논문에서는 항공기 Wing-box 모델에 대한 비선형 구조해석의 계산을 정확하고 효율적으로 수행하기 위해 병렬계산 알고리즘을 개발하였다. 이를 위해 co-rotation 이론 기반 비선형 쉘 요소를 적용하였으며 요소기반 분할 병렬계산 알고리즘을 개발하였다. 기 개발 해석은 선행연구결과 및 기존 상용프로그램의 예측결과와 비교하여 정확성을 확인하였으며 병렬계산의 효율성을 분석하였다. 마지막으로 고세장비 날개 wing-box 구조에 적용하였으며 단방향 공력-구조 결합해석을 수행하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2001년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.61-68
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• 2001

A parallel nonlinear analysis program of prestressed concrete frame is migrated on a PC cluster system and a massively parallel processing system, CRAY T3E system, using MPI. The PC cluster system is configured with Pentium Ⅲ class PCs and fast ethernet. The CRAY T3E system is composed of a set of nodes each containing one Processing Element (PE), a memory subsystem and its distributed memory interconnect network. Parallel computing algorithms are implemented on element-wise processing parts including the calculation of stiffness matrix, element stresses and determination of material states, check of material failure and calculation of unbalanced loads. Parallel performance of the migrated program is evaluated through typical numerical examples.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1998년도 제13차 학술회의논문집
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• pp.185-189
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• 1998

This paper addresses analysis and design of a fuzzy model-based-controller for the control of uncertain SISO nonlinear systems. In the design procedure, we represent the nonlinear system by using a Takagi-Sugeno fuzzy model and construct a global fuzzy logic controller via parallel distributed compensation and sliding mode control. Unlike other parallel distributed controllers, this globally stable fuzzy controller is designed without finding a common positive definite matrix for a set of Lyapunov equations, and has good tracking performance. The stability analysis is conducted not for the fuzzy model but for the real underlying nonlinear system. Furthermore, the proposed method can be applied to partially known uncertain nonlinear systems. A numerical simulation is performed for the control of an inverted pendulum, to show the effectiveness and feasibility of the proposed fuzzy control method.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권2호
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• pp.155-164
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• 2009

본 논문에서는 용접철골모멘트골조의 비선형 동적 연쇄붕괴 해석을 위해 인장-휨 거동을 반영한 효율적인 병렬 소성힌지를 제안하였다. 본 목적을 위해 재료적/기하학적 비선형 유한요소해석을 이용한 변수연구를 통해 기둥이 손실된 2경간 보의 항복후 휨거동과 모멘트-축인장력 상호작용을 살펴보았다. 유한요소해석결과를 토대로 보의 모멘트-축인장력 상호작용 관계를 일련의 선형으로 근사화한 소성힌지모델을 제안하고, 이를 OpenSees 프로그램에 적용하여 용접철골모멘트골조의 비선형 동적 연쇄붕괴해석을 수행하였다. 비선형 동적 유한요소해석을 통하여 본 연구에서 제안한 힌지모델의 효율성과 정확도를 검증하였다. 또한 본 연구 결과는 연쇄붕괴 해석 및 설계에 적절한 현수작용효과의 포함여부가 중요함을 보여준다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1998년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.528-530
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• 1998

This paper addresses analysis and design of a fuzzy model-based-controller for the control of uncertain SISO nonlinear systems. In the design procedure, we represent the nonlinear system by using a Takagi-Sugeno fuzzy model and construct a global fuzzy logic controller via parallel distributed compensation and sliding mode control. Unlike other parallel distributed controllers. this globally stable fuzzy controller is designed without finding a common positive definite matrix for a set of Lyapunov equations, and has good tracking performance. Furthermore, stability analysis is conducted not for the fuzzy model but for the real underlying nonlinear system. A simulation is included for the control of the Duffing forced-oscillation system, to show the effectiveness and feasibility of the proposed fuzzy control method.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.287-298
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• 2001

본 논문에서는 클러스터 시스템을 이용하여 프리스트레스트 콘크리트 프레임의 병렬 비선형해석이 가능한 해석수단을 제시하였다. Win 98 및 Linux 운영체제 하의 PC 및 Ethernet을 활용하여 저가의 클러스터 시스템을 구축하였고 메시지 전송을 위하여 MPI를 사용하였다. 비선형해석에 있어 해석시간의 대부분을 차지하는 반복계산과정 중 병렬계산에 의한 효율이 높은 접선강도매트릭스의 형성 및 요소응력계산, 재료상태 결정, 부재파괴 검토, 불평형하중 계산과정에 대한 병렬계산 알고리즘을 메시지 전송방식을 이용하여 제시하고 클러스터 시스템 상에서 구현했다. 캔틸레버 보와 PSC 거더교를 대상으로 클러스터 컴퓨팅을 이용한 비 선형해석을 수행한 결과 노트가 4개일 경우의 성능향상은 고려한 비선형형성 및 문제의 크기에 따라 다르나 Win98 환경에서 최소 2.46배에서 최대 3.18배로 나타났고 Linux 환경에서 최소 3.16배에서 최대 3.74배로 나타났으며 통신환경의 개선에 따라 증대될 것으로 기대된다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제6권1호
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• pp.81-90
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• 2000

Parallel manipulator is suitable for the high precise task because it than has higher stiffness, larger load capacity and more excellent precision, due to the closed-lop structure, than serial manipulator. But the controller design for parallel manipulator is difficult because the parallel manipulator has both the complexity of structure and the interference of actuators. The precision improvement of parallel manipulator using a classical linear control scheme is difficult because the parallel manipulator has the tough nonlinear characteristics. In this paper, firstly, the kinematic analysis of a parallel manipulator used at the experiments is performed so as to show the controllability. The analysis of internal singular configuration of the workspace is performed using the kinematic isotropic index so a sto show the limitation of control performance of a simple linear controller with fixed control gains. Secondly, a control scheme is designed by using an adaptive fuzzy logic controller so that active joints of the parallel manipulator track more precisely the desired input trajectory. This adaptive fuzzy logic controller so that active joints of the parallel manipulator track more precisely the desired input trajectory. This adaptive fuzzy logic controller is often used for the control of nonlinear system because it has both the inference ability and the learning ability. Lastly, the effeciency of designed control scheme is demonstrated by the real-time control experiments with IBM PC interface logic H/W and S/W of my won making. The experimental results was a success.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집A
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• pp.529-535
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• 2000

This paper propose the method to obtain the inverse kinematics and the Jacobian of the 5-bar parallel robot and apply the nonlinear controller to the 5-bar parallel robot with the dynamic analyses using the Jacobian of the Passive joints with respect to the active ones and singular value decomposition(SVD). It also experimentally shows that we can do high-speed and accuracy tasks using nonlinear control method. And it explains the relation between the property of the position control and manipulability using a new performance index.