Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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제21권3호
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pp.109-124
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2017
The numerical solution of the Stokes equation with discontinuous viscosity and singular force term is challenging, due to the discontinuity of pressure, non-smoothness of velocity, and coupled discontinuities along interface.In this paper, we give an efficient algorithm to solve this problem by employing spectral Legendre and Chebyshev approximations.First, we present the algorithm for a problem defined in rectangular domain with straight line interface. Then it is generalized to a domain with smooth curve boundary and interface by employing spectral element method. Numerical experiments demonstrate the accuracy and efficiency of our algorithm and its spectral convergence.
The use of frequency-dependent spectral element matrix (or exact dynamic stiffness matrix) in structural dynamics may provide very accurate solutions, together with drastically reducing the number of degrees of freedom to improve the computation efficiency and cost problems. Thus, this paper develops a spectral element model for the coupled thermoelastic beam which axially moves with constant speed under a uniform tension. The accuracy of the spectral element model is then evaluated by comparing the natural frequencies obtained by the present element model with those obtained by the conventional finite element model.
분광라이브러리는 지구에 존재하는 다양한 물질의 분광반사 자료와 그에 대한 보조자료를 축적한 데이터베이스로 정의할 수 있다. 분광라이브러리는 다양한 분야에서 물질의 종류와 특성을 분석하기 위한 참조자료로 사용되고 있으며 원격탐사 분야에서는 광학영상 자료와 연계하여 토지 피복의 종류와 속성을 분류하고 더 나아가 초분광영상의 해석에 중요한 자료로 사용되고 있다. 현존 분광라이브러리는 측정항목이나 측정방법, 보조자료 등이 표준화되어 있지 않으며, 특히 국내에 직접 적용하기에는 지표물의 종류가 한정되어 있다. 이 논문은 국내 환경에 직접 적용할 수 있는 분광라이브러리를 설계하고 구축하는 과정을 인공물에 대한 분광반사측정을 실시하였고 동시에 설계된 보조자료의 항목에 대한 측정 및 조사를 실시하였다. 또한 외국에서 개발된 분광라이브러리에서 보조자료가 충실한 광물 및 암석, 토양, 물 등의 분광반사자료를 함께 포함하고 있다. 구축된 분광라이브러리의 활용성 증대와 검색의 용이성을 위해 분광라이브러리 뷰어를 개발하였다.
셀룰러 환경에서 전송 효율을 향상시키기 위하여 일반적으로 사용되는 다중 안테나 (multiple-input multiple-output: MIMO) 시스템은 공간 다중화 (spatial multiplexing: SM) 기법과 공간 다이버시티 (spatial diversity) 기법으로 구분된다. 이러한 MIMO 시스템은 셀룰러 환경에서 단말기가 셀 경계로 이동할수록 인접 셀로부터 오는 간섭 신호의 영향을 받게 되어 심각한 성능 열화를 겪게 된다. 따라서 MIMO 시스템의 전송 효율을 증대시키기 위하여 채널 환경에 적합한 송신 기법과 함께 셀 경계에서의 인접 셀 간섭을 효과적으로 제거할 수 있는 수신 기법의 활용은 매우 중요하다. 본 논문에서는 $M_T$개의 송신 안테나와 $M_R$개의 수신 안테나를 갖는 하향 링크 MIMO 시스템의 전송 효율 증대를 위하여 채널 환경에 따라 공간 다중화 및 공간 다이버시티를 이용한 적응적 송신 방법을 사용하곡 공간 다이버시티가 적용될 경우 MRC (maximal ratio combining) 기법과 ISD (intercell spatial demultiplexing) 기법을 적응적으로 사용하기 위한 선택 기준과, 적응적인 송수신 방식 적용시의 성능 이득을 산출한다. 단말기가 기지국 근처에 위치하여 높은 SIR (signal-to-interference ratio)을 가질 경우에는 공간 다중화를 이용한 송신 기법과 함께 SD (spatial demultiplexing) 수신 기법을 사용하고, 셀 경계와 같이 낮은 SIR을 가질 경우에는 공간 다이버시티를 이용한 송신 기법과 함께 기존의 MRC 수신 방식과 $M_R-1$개의 인접 셀 간섭 신호 성분들을 제거할 수 있는 ISD 수신 방식을 적응적으로 사용함으로써 시스템 전송 효율을 향상시킬 수 있는 방안을 제시한다. 제안한 송수신 방식의 성능을 검증하기 위하여 $M_R{\times}M_T$ MIMO 시스템에서 각각의 송수신 방식에 따른 수신 신호의 유효 신호 대 간섭 비의 확률 밀도 함수를 유도하곡 이를 활용하여 평균 유효 신호 대 간섭 비와 전송 효율을 산출하며, 모의실험 결과와의 비교를 통해 검증한다.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제11권1호
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pp.5-10
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2011
We propose an adaptive cooperative scheme with a multi-relay node that achieves high bandwidth efficiency and achieves better SEP performance. In the proposed protocol, if the quality of the direct channel is better than that of the all channels from relays to destination, the source will transmit directly to the destination. Otherwise, the source broadcasts the signal and then a potential relay will be chosen to help the source. A re-transmission will also occur if the potential relay cannot be detected. The spectral efficiency is first derived by calculating the probability of each mode, i.e., direct and cooperation transmission. Subsequently, the SEP performance of M-PSK modulation for the scheme is analyzed by considering each event where the source transmits data to the destination. Finally, the obtained analytical results are verified through computer simulations.
5세대 이동통신을 위한 후보변조기술에서 중요한 평가 요인 중 하나는 OOB(Out of Band) 전력 저감을 통한 주파수 효율 향상 특성이다. 본 논문에서는 5세대 이동통신을 위한 후보변조기술로 주목받고 있는 UFMC(Universal Filtered Multi-Carrier), FBMC(Filter Bank Multi-Carrier), W-OFDM(Weighted Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템에 대한 시간 자원 할당에 대한 주파수 자원의 효율을 평가하고 비교 분석한다. 시뮬레이션을 통해 시간 자원 할당에 대한 스펙트럼 효율 향상 특성을 확인하였으며, 추가적으로 확보할 수 있는 주파수 자원을 확인하였다. 본 논문에서는 동일한 데이터 비트를 전송하며, 4개의 심볼을 전송하는 조건에서, 시스템이 선형일 때, 각 시스템은 모두 유사한 시간-주파수 자원 활용 효율을 보이나, 비선형 조건에서는 FBMC의 시간-주파수 자원 활용 효율이 가장 크게 저하되는 것을 확인하였다.
The spectral collocation method for a second order elliptic boundary value problem on a domain ${\Omega}$ with curved boundaries is studied using the Gordon and Hall transformation which enables us to have a transformed elliptic problem and a square domain S = [0, h] ${\times}$ [0, h], h > 0. The preconditioned system of the spectral collocation approximation based on Legendre-Gauss-Lobatto points by the matrix based on piecewise bilinear finite element discretizations is shown to have the high order accuracy of convergence and the efficiency of the finite element preconditioner.
Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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제19권2호
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pp.123-135
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2015
In this paper, a reduced-order modeling(ROM) of Burgers equations is studied based on pseudo-spectral collocation method. A ROM basis is obtained by the proper orthogonal decomposition(POD). Crank-Nicolson scheme is applied in time discretization and the pseudo-spectral element collocation method is adopted to solve linearlized equation based on the Newton method in spatial discretization. We deliver POD-based algorithm and present some numerical experiments to show the efficiency of our proposed method.
The use of frequency-dependent dynamic stiffness matrix (or spectral element matrix) in structural dynamics may provide very accurate solutions, while it reduces the number of degrees-of-freedom to improve the computational efficiency and cost problems. Thus, this paper develops a spectral element model for the thin plates moving with constant speed under uniform in-plane tension. The concept of Kantorovich method is used in the frequency-domain to formulate the dynamic stiffness matrix. The present spectral element model is evaluated by comparing its solutions with the exact analytical solutions. The effects of moving speed and in-plane tension on the flexural wave dispersion characteristics and natural frequencies of the plate are numerically investigated.
Lighting energy accounts for approximately 20% of the electrical energy used worldwide. Thus, High efficiency Light emitting diode(LED)lighting is getting more popular as the next generation lighting replaced to traditional lighting fixtures. Also, LED lighting not only has a long lifetime but also can realize a variety visual environments through the wavelengh control. The lighting energy varies depending on the Spectral Power Distribution(SPD) even though the Illuminance level is same. Therefore, This study indicates that the difference of indoor energy consumption under the same illuminance level when Spectral Power Distribution(SPD) is different. As a result, Lighting energy consumption under red-color emphasizing SPD is about 10% lower than under blue-color emphasizing SPDs.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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