• 제목/요약/키워드: polynomial stability

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Prediction and analysis of optimal frequency of layered composite structure using higher-order FEM and soft computing techniques

  • Das, Arijit;Hirwani, Chetan K.;Panda, Subrata K.;Topal, Umut;Dede, Tayfun
    • Steel and Composite Structures
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    • 제29권6호
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    • pp.749-758
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    • 2018
  • This article derived a hybrid coupling technique using the higher-order displacement polynomial and three soft computing techniques (teaching learning-based optimization, particle swarm optimization, and artificial bee colony) to predict the optimal stacking sequence of the layered structure and the corresponding frequency values. The higher-order displacement kinematics is adopted for the mathematical model derivation considering the necessary stress and stain continuity and the elimination of shear correction factor. A nine noded isoparametric Lagrangian element (eighty-one degrees of freedom at each node) is engaged for the discretisation and the desired model equation derived via the classical Hamilton's principle. Subsequently, three soft computing techniques are employed to predict the maximum natural frequency values corresponding to their optimum layer sequences via a suitable home-made computer code. The finite element convergence rate including the optimal solution stability is established through the iterative solutions. Further, the predicted optimal stacking sequence including the accuracy of the frequency values are verified with adequate comparison studies. Lastly, the derived hybrid models are explored further to by solving different numerical examples for the combined structural parameters (length to width ratio, length to thickness ratio and orthotropicity on frequency and layer-sequence) and the implicit behavior discuss in details.

갈로이 선형 궤환 레지스터의 일반화 (Generalization of Galois Linear Feedback Register)

  • 박창수;조경언
    • 전자공학회논문지CI
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    • 제43권1호
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    • pp.1-8
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    • 2006
  • 본 논문은 의사난수발생기로 사용할 수 있는 산술 시프트 레지스터(ASR, Arithmetic Shift Register)를 제안한다. 산술 시프트 레지스터는 $GF(2^n)$상에서 0이 아닌 초기 값에 0 또는 1이 아닌 임의의 수 D를 곱하는 수열로 정의한다. 그리고 이를 본 논문에서는 ASR-D로 표현한다. $GF(2^n)$상에서 $'D^k=1'$ 되는 t가 $'t=2^n-1'$로 유일하게 되는 비복원다항식이 ASR-D의 특성다항식이며, ASR-D의 주기는 $'2^n-1'$로 최대주기를 가진다 갈로이 선형 궤환 시프트 레지스터는 $ASR-2^{-1}$에 해당한다. 그러므로 제안하는 산술 시프트 레지스터는 갈로이 선형 제환 시프트 레지스터를 일반화한 것이다. $GF(2^n)$상의 ASR-D의 선형복잡도는 $'n{\leq}LC{\leq}\frac{n^2+n}{2}'$으로 종래의 선형 궤환 시프트 레지스터와 비교하여 안정도가 높다. 제안한 산술 시프트 레지스터의 소프트웨어 구현은 종래의 선형 제환 시프트 레지스터에 비하여 효율적이며, 하드웨어 복잡도는 동일하다. 제안한 산술 시프트 레지스터는 종래의 선형 제환 시프트 레지스터와 같이 암호, 오류수정부호, 몬테카를로 적분, 데이터통신 등 여러 분야에서 폭 넓게 사용될 수 있다.

시간영역 설계명세를 위한 목표전달함수의 새로운 표준형 (New prototypes of target transfer functions for time domain specification)

  • 김신구;김영철
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제5권8호
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    • pp.889-897
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    • 1999
  • This paper deals with a problem searching a target transfer function to meet the time-domain specifications for feedback system with given plant transfer function. For the Type I system, we first define three forms of transient response to unit step input, which are named by F, M, S-type. These are charaacterized as follows ; F-type has fast initial response and slow approach to the steady sate after reaching at 90% of the steady state value, S-type has slow initial response but fast approach to the steady state, and M-type is denoted by highly smooth response between F-type and S-type. Three prototypes corresponding to each form are proposed, time. For the order $n{\geq}4$, after determining admissible root structures of target characteristic polynomials empirically and expressing such polynomial coefficients by using special parameters ${\gamma}_i$ and $\epsilon$, the optimal prototypes that minimize the integral of the squared of the modified errors(ISME) have been obtained. Since the step responses of these prototypes have almost same wave forms irrespective to the order, the desired settling time or the rise time can be converted into the equibalent time constant $\tau$ and thus it is easy to obtain a target transfer function. It is shown through a design example that the present prototype is very useful for meeting the time-domain specifications and has been compared with different methods with a viewpoint of pertinence.

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Improving the Quality of Response Surface Analysis of an Experiment for Coffee-supplemented Milk Beverage: II. Heterogeneous Third-order Models and Multi-response Optimization

  • Rheem, Sungsue;Rheem, Insoo;Oh, Sejong
    • 한국축산식품학회지
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    • 제39권2호
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    • pp.222-228
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    • 2019
  • This research was motivated by our encounter with the situation where an optimization was done based on statistically non-significant models having poor fits. Such a situation took place in a research to optimize manufacturing conditions for improving storage stability of coffee-supplemented milk beverage by using response surface methodology, where two responses are $Y_1$=particle size and $Y_2$=zeta-potential, two factors are $F_1$=speed of primary homogenization (rpm) and $F_2$=concentration of emulsifier (%), and the optimization objective is to simultaneously minimize $Y_1$ and maximize $Y_2$. For response surface analysis, practically, the second-order polynomial model is almost solely used. But, there exists the cases in which the second-order model fails to provide a good fit, to which remedies are seldom known to researchers. Thus, as an alternative to a failed second-order model, we present the heterogeneous third-order model, which can be used when the experimental plan is a two-factor central composite design having -1, 0, and 1 as the coded levels of factors. And, for multi-response optimization, we suggest a modified desirability function technique. Using these two methods, we have obtained statistical models with improved fits and multi-response optimization results with the predictions better than those in the previous research. Our predicted optimum combination of conditions is ($F_1$, $F_2$)=(5,000, 0.295), which is different from the previous combination. This research is expected to help improve the quality of response surface analysis in experimental sciences including food science of animal resources.

계층적 클러스터 센서 네트워크의 키 사전 분배 기법에 대한 연구 (A Study of Key Pre-distribution Scheme in Hierarchical Sensor Networks)

  • 최동민;심검;정일용
    • 정보보호학회논문지
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    • 제22권1호
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    • pp.43-56
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    • 2012
  • 무선 센서 네트워크는 재사용이 불가능한 배터리와 제한된 처리능력, 저장 공간을 갖는 다량의 소형 노드로 이루어진다. 이 네트워크에서 노드들은 광범위한 영역에 배치되게 되며 이 노드들은 또한 무선 링크를 통해 노드들 사이에 단거리 통신을 수행한다. 네트워크의 에너지 효율을 위해 동적 클러스터링 기법이 네트워크 수명, 확장, 부하 분산에 효과적인 수단이다. 이 기법은 다수의 노드에 의해 수집되는 데이터가 클러스터 헤드 노드에 의해 집성되어 재전송되는 특징이 있어 해당 노드가 공격자에 노출될 경우 네트워크의 안전을 보장할 수 없게 된다. 그러므로 이러한 클러스터링 기법의 안전한 통신을 위해 노드들 사이에 전송되는 메시지의 암호화와 클러스터 헤드 노드의 보안 유지가 중요하다. 특히, 에너지 효율을 목적으로 설계된 클러스터 기반 프로토콜에서 충분한 데이터 안정성을 보장하기 위해서는 클러스터 구조에 적합한 키 관리 및 인증 기법이 필요하다. 이에 본 논문에서는 계층 클러스터 구조를 갖는 센서 네트워크에 적합한 키 관리 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 다항식 키 풀 기반 기법에 기초하며 키 인증 절차를 통해 안정된 네트워크를 유지한다.

차세대 고속철 통과 교량의 동적특성에 대한 수치해석 (Numerical Analysis for Dynamic Characteristics of Next-Generation High-Speed Railway Bridge)

  • 오순택;이동준;이성태;정병준
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제26권2호
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    • pp.9-17
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    • 2022
  • 차세대 고속철은 주행 속도가 점점 증가하므로 이를 반영한 고속철 차량 통과교량에 대한 새로운 주행 안정성의 평가가 요구된다. 이를 위하여 현재 공용 중인 경부 고속철 구간의 대표 교량형식인 PSC (Pre-stressed Concrete) 박스거더 교량을 대상으로 관성질량을 고려한 38-자유도 차량과 궤도 불규칙성과 상호 작용력을 반영하여 모형화하였으며, 고속철 차량 주행속도 별로 동적 수치해석을 수행하여 주행 안정성을 평가하였다. 수치해석을 통해 단순교와 2 경간 연속교의 최대 수직 변위와 DAF (Dynamic Amplification Factor; 동적확대계수)를 산출하여 동적 안정성 여부를 판단하였으며, 또한 주행 속도 별 최대 수직 변위를 추정하기 위한 3차 다항 회귀 분석식을 제안하였다. 대표적인 주행 속도와 횡 단면 위치 별 수직 변위 차이를 비교하고, 종 방향 최대 면틀림을 분석하였다. 또한, 고속철 차량의 교량통과 중 교량의 수직변위에 대한 가속도 영향선과 각 항목 간의 연관성을 분석하여 주행 안정성을 평가하였다.