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【學術】中華民國斐陶斐榮譽學會榮譽會員陳正宗終身特聘教授演講-計算力學三十年(personal point of view)

 (圖文/海大 MSV 實驗室提供) 記者 楊政霖 更多訊息詳見 NTOU/MSV 網頁 http://msvlab.hre.ntou.edu.tw/index1.htm

斐陶斐榮譽學會從最初創立(1921)至今已過了九十三個年頭,在海大每年也有許多優秀學生 被推薦為榮譽會員,而在今年適逢學會提供了邀請斐陶斐榮譽會員演講的機會,因此海洋大學河 海工程學系的李應德老師特地邀請同樣在本校任教,同時也是斐陶斐資深榮譽會員的陳正宗終身 特聘教授,針對在學術研究以及教育學習的領域跟海大的同學們在力學三十年教學研究經驗分享。

演講當天除了演講的邀請人河工系李應德老師之外,還請到河海工程學系主任黃文政教授擔 任主持人,而且河工系的范佳銘老師和造船系的方志中老師也一同參與這場演講。而在場除了海 大河工系的大學部同學外也有碩博士生約五十餘人,同時也有造船系、機械系的同學,可說是整 個工學院系所都參與。

這次演講的主題為「計算力學三十年(personal point of view)」,這同時也是陳正宗老師 在海內外受邀演講時的講題,其緣由是來自在中國科學院的石钟慈院士,因其曾在台灣演講過「中 國計算數學五十年」。可說是陳正宗老師從踏入學術研究這塊領域至今的整理與回顧,整體來說 可分為三個部分,分別是從大學生、工程師以及研究者三種不同的角度來看待計算力學這個領域 的親身經歷與感受。

演講一開始,首先是對於中華民國斐陶斐榮譽學會的相關介紹,讓到場的師生們都對於學會 有更多的了解,體認到學會對於鼓勵提升教育研究水準的用心。演講的第一個部分,從計算力學 祖師爺西方尤拉(Leonhard Euler)與東方的孫子介紹描述開始,讓大家了解這一連串的學問是如 何發展起來的,接著再介紹有關計算力學的軟硬體以及從計算力學來看各國對於學術研究的重 視,能夠深刻地感受到陳正宗老師對於計算力學教學研究長久以來所建立出來的思想與體系。並 且利用了動畫模擬以及各種實例來演繹,將大學時期所學習過的力學及工程數學知識用動畫呈 現,以達到眼見為憑的效果,也可說是有「圖見真相,動畫即現象」,進而從單純的數字及文字 中跳脫出來,賦予更多樣化的意象。最後陳正宗老師還以自身的經驗贈送了幾句金句良言給在場 的各位同學,「There is nothing more practical than the right theory. Whether the theory is right or not depends on the experiment」和「To be an engineer with mathematical background. To be a mathematician with physical concept and engineering judgement 」, 用以勉勵大家不論是理論或者實務都不可偏廢,方能在各個領域上有所成就。

在演講結束之後,開放給各個同學提問,主講人也為參與的老師們準備禮物感謝他們的參與 Ntou-msv-newsletter- -2014.doc - 2 - 同樂,也自掏腰包的準備了一些小禮物鼓勵同學發問,整個過程相當的熱絡,同學們對於陳老師 的研究想法與熱情感動都充滿了好奇心,而陳老師也一一回答每個同學們的疑惑。最後在主持人 黃文政主任頒發感謝狀給陳老師後,這次演講活動也圓滿畫下了句點。

這次的演講活動感謝中華民國斐陶斐榮譽學會的支持與贊助,也感謝海洋大學河海工程學系 鼎力幫助,更感謝陳正宗老師慷慨地分享他的學術研究以及成功經驗並提供參與師生溫馨禮物, 最後感謝所有參與的海大師生們,希望下次還有機會能再有相關的活動在海大舉辦。


【活動訊息】Seminar on BEM and Related Topics

Seminar on BEM and Related Topics

主講者:陳正宗教授 (海洋大學)
講題:A self-regularized method for rank-deficiency systems in BEM and FEM
時間:2015-06-09 (Tue.) 15:00 - 16:00
地點:數學所 617 研討室 (台大院區)


Abstract:It is well known that a rank-deficiency system appears in the degenerate scale once BEM is used for the Dirichelet problem. For the Neuman problem, either FEM or BEM yields a rank-deficient matrix. Fredholm alternative theorem plays an important role in the linear algebra when the matrix is singular. Based on the singular value decomposition (SVD) for the matrix, range deficiency can be easily and systematically understood. By introducing a slack variable, we obtain a bordered matrix by adding one column vector from the left unitary vector and one row vector from the right unitary vector with respect to the zero singular value. It is interesting to find that an original singular matrix is regularized to a non-singular one. The value of the slack variable indicates the infinite solution (zero) or no solution (non-zero) for the linear algebraic system. To demonstrate this finding, one triangular-domain problem with a degenerate scale and a rigid body mode is solved. Although influence matrices are singular in the BIE formulation for different problems (degenerate scale in the Dirichlet problem and rigid body mode in the Neumann problem), the corresponding unique solution (Dirichlet problem) and infinite solutions containing a constant potential (Neumann problem) can be obtained by using the bordered matrix and SVD technique. In addition, singular stiffness matrices using the FEM for free-free plane and space trusses are also regularized to find a reasonable solution.

Keywords: Fredholem alternative theorem, SVD, bordered matrix, range deficiency, regularized method

References

[1] J. T. Chen, W. S. Huang, J.W. Lee and Y. C. Tu , 2014 , A self-regularized approach for deriving the free-free stiffness and flexibility matrices, Computers and Structures, Vol.145, pp.12-22.

[2] J. T. Chen, H. D. Han, S. R. Kuo and S. K. Kao, 2014, Regularized methods for ill-conditioned system of the integral equations of the first kind, Inverse Problem in Science and Engineering, Vol.22, No.7, pp.1176-1195.

[3] 韓厚德, 李應德, 殷東生, 陳正宗, 2015,一種第一類Fredholm 積分方程組解的存在唯一性的充分必要條件.(《中國科學:數學》慶賀林群院士80華誕專輯論文邀稿) [4] J T Chen, Y L Chang, S K Kao and J Jian, 2015, Revisit of indirect boundary element method: sufficient and necessary formulation, Journal of Scientific Computation, Accepted.

【聯盟教育訓練】實驗模態分析之實務與應用

        2015年05月25~26日振動噪音產學技術聯盟為振動噪音業界人士開設2天全日的教育訓練課程,主題為「實驗模態分析之實務與應用」,此專業課程歷經兩個多月的準備,是振動噪音產學技術聯盟首次對外開立短期專業實務課程,教授內容為頻譜分析儀的使用實務以及於結構的實驗模態分析應用,適合產業界與學研單位有意導入振動噪音實驗量測之工程師基礎訓練。本課程由聯盟主席王栢村教授親自授課,其中集結多年教學及執行產學計畫經驗,將學術學理實際應用於產業界實務量測,並且透過學術理論解析各種實務量測現象,促使學員更有依據的了解實務與衍生的應用。

        本課程特色:(1)提供6組實驗設備,每組包括:電腦、頻譜分析儀、衝擊鎚、加速度規、麥克風、及模態分析曲線嵌合軟體(ME’scopeVES),以一人一機為原則,至多招收12位學員。(2)課程內容著重振動噪音的實務量測技術。內容涵蓋:頻譜分析儀使用、信號處理技術與實習、頻譜分析儀校驗程序與實習、感測器(加速規/麥克風)校正原理與實習、實體結構之模態測試原理與實習。(3)學員享有本課程錄影3個月期間的授權,可於網路反覆觀看;提供學員【聲音振動量測(SVM)軟體】單頻道體驗版。

        首日課程內容先介紹訊號量測基本原理及聲音與振動量測系統介紹,之後進行正弦及隨機訊號之時間域與頻率域分析、頻譜分析儀檢查/校正等主題。課程中主要應用振動噪音實驗室所開發的聲音振動量測(SVM)軟體,進行實務量測應用,首先教授SVM基本操作、功能以及基本訊號量測介紹,接著示範如何檢驗一般頻譜分析儀規格與功能,並由每位學員實習操作了解檢驗程序,最後示範實驗儀器的各種感測器校正方法,讓每位學員體驗與了解感測器校正的重要性。

        次日則以簡易結構之實驗模態分析實務為主,讓學員實際操作、真實體驗,實驗後王教授再進行實驗模態分析過程與結果應用解說,教授學員了解實驗模態分析。課程中將實驗模態分析所需了解的理念、觀念與背景知識一一闡述,再透過簡易的實驗模態分析過程,讓學員們實際操作與量測,以及數據後處理分析,讓學員能夠有更直接的感受,體驗實驗模態分析的完整流程。

        經過2個全日精彩解說課程,即使是剛接觸振動的初學者,透過這門課程也能清楚學習實驗模態分析的真正內涵。由於業界學員反應熱烈,「振動噪音產學技術聯盟」未來再次開授此課程,如對此課程有興趣者,敬請留意聯盟未來開課資訊!

活動照片


   
教育訓練「實驗模態分析之實務與應用」現場
 
衝擊鎚儀器校正教學

王栢村教授現場教學
 
學生動手實務體驗
 
王栢村教授現場教學
 
學生動手實務體驗

2015 Conference on Precision Machinery and Manufacturing Technology – PMMT2015 精密機械與製造科技研討會


(104.05.25陳柏儫黃凱昱撰)

2015522-24日假屏東墾丁福華大飯店,舉行PMMT2015 精密機械與製造科技研討會,本研討會在主任委員鄒國益教授歷經多年的經營,迄今已經舉辦第13屆,本年度也是第一次轉型同步辦理ICPMMT國際研討會。鄒國益教授目前擔任和春技術學院校長,同時也是台灣扣件產業技術發展協會理事長。

本次研討會在主任委員鄒國益校長精心策劃下,邀請三位國際知名學者,進行專題演講。共有國內外約150篇論文發表。

第一場邀請到紐西蘭Auckland University of TechnologyThomas R. Neitzert教授,演講主題為:Accuracy of Additive Manufactured Parts。主要探討rapid prototyping (RP)快速成形,以及 three dimension printing 3D列印的發展技術比較,其中,有趣的是有研究人員發展出benchmark part 標竿零件的比較概念,藉以評比不同成型技術的優劣,也就是主題所指出的accuracy精度/準確度。Prof. Neitzert也指出,如果能夠發展成形製程的分析技術,特別是熱傳效應的影響探討,將可大幅改善目前的精度問題。

第二場主講者為來自韓國科學技術學院(KAIST) Dong-Yol Yang (梁東烈)教授,演講主題:Innovation of Manufacturing Technology for Value CreationProf. Yang由全球發展趨勢如人口發展、都市化現況、氣候變遷、知識流動的資訊科技、智能科技、與綠能科技等議題,帶起所欲探討主題【為價值創造的製造科技創新】,並分別舉出美國、德國、中國的個別發展差異,並指出韓國係以creative economy為其國家的發展策略。

Prof. Yang演講內容非常有啟發性,對於innovationvalue有許多不同面向的詮釋,並以多種工業產品的技術發展,在策略規劃以及中心理念的落實說明產品的成功經驗。由Siemen公司的策略:shorten timeincrease flexibilityboost efficiency,呈現公司的產品發展情形,確實就是在落實這三個重要策略的中心思想。

Prof. Yang的演講,確實會有很多的迴響,看到韓國的creative economy策略,不禁就想到Samsung的手機、Hyundai的汽車、LG的家電產品,似乎都透漏著creative economy的特質。另外,也想到Apple公司的口號,Think Different,還真的是符合其公司產品的發展特色。大到國家層次,到行政各部會、到公司企業、到產業發展、及至於大學校院等等,都應該有各自的中心思想以及發展策略。

第三場主講者為來自日本首都大學東京Ming Yang (楊明教授),演講主題:Novel Processes and Related Technologies for Micro Metal FormingProf. Yang以微機電系統(MEMS)的發展與應用為主軸,特別著重在微金屬成形的四大議題材料、壓模、組裝及機器。Prof. Yang並剖視MEMS在各領域的應用潛力,也介紹其實驗室所開發的技術及產品,例如透過振動激振輔助微成形,可大大改善成形表面的粗糙度;以及以局部加熱方式,可降低成形的應力流,給予與會者新啟發與迴響。

PMMT2015 精密機械與製造科技研討會,共分成多個主題,包括:

A.        精密機械與製造科技
B.        自動化技術與智慧型機器人
C.        微奈米科技
D.        精密成形與精微成型技術
E.         扣件產業技術及應用
F.         模具設計與製造
G.        產品設計與製造
H.        資訊管理整合與應用
I.          其他相關主題

分別有多個場次進行口頭論文發表,以及論文海報展示。振動噪音產學技術聯盟主席王栢村教授全程參加研討會,也擔任兩個場次:【A精密機械與製造科技】、及【G產品設計與製造】的主持人。

王栢村教授所指導的研究生共有三篇論文進行口頭發表,分別為由瑞智公司王文志工程師,發表:【橡膠墊剛性與阻尼係數的實驗研究】,瑞智公司產學合作計畫成果,陳柏儫研究生,發表:【迴轉式壓縮機組裝於冷氣機之噪音特性探討】,以及與山多力公司產學合作計畫成果,黃凱昱研究生,發表:【傳統型雨刷結構之模型驗證】。

王文志工程師發表的【橡膠墊剛性與阻尼係數的實驗研究】,本文透過橡膠墊之剛性與阻尼係數實驗測定,探討不同質量塊負荷下橡膠墊之剛性與阻尼係數研究,並利用實驗模態分析與有限元素分析進行模型驗證,建立質量塊與橡膠墊系統之等效有限元素模型,進一步探討系統實驗動態剛性與分析靜態剛性差異,再次確認實驗剛性之可信度,未來可提供橡膠墊隔振設計變更與指標測定之參考依據。

陳柏儫研究生發表的【迴轉式壓縮機組裝於冷氣機之噪音特性探討】,聯盟與瑞智精密科技股份有限公司的合作案,介紹迴轉式壓縮機組裝於冷氣機上之匹配會有振動與噪音問題。協助廠商建立一套冷氣機系統振動噪音量測診斷流程與改善作業程序,找出冷氣機與迴轉式壓縮機對應各位置振動與噪音之差異,也對冷氣機進行有/無消音棉及外殼時噪音之影響,找出壓縮機需改善之高噪音貢獻頻帶,使得組裝於冷氣機時噪音振動貢獻度有改善。有助於廠商之研發人員能有改善與設計之參考。


黃凱昱研究生發表的【傳統型雨刷結構之模型驗證】,主要目的為針對雨刷結構進行模型驗證,模型驗證之流程包含理論模態分析與實驗模態分析,利用理論模態分析與實驗模態分析所求得之模態參數(自然頻率、模態振型、阻尼比(實驗)進行比較驗證,若比對吻合,則確認分析模型的等效性。未來可應用此驗證的分析模型進行雨刷的結構設計變更,如雨刷造型設計、結構應力與變形分析、以及降低雨刷作動時產生的振動行為。

活動花絮:

















【活動訊息】妙點企業 振動頻譜分析研討會






振動頻譜分析研討會

        解決結構振動噪音問題的基本技術是進行頻譜分析。結構動態特性與振動頻率相依,頻譜分析不僅分析動態訊號,也可以分析系統特性,或提供模態分析,機器診斷,聲功率量測,和衝擊訊號分析等的資料分析擷取,這些技術可以增強工程人員對結構問題的解決能力,面對品質挑戰,提昇企業競爭力。

        妙點公司將舉辦一天共六小時的研討會。前三小時將介紹振動基本概念,隔振設計,振動感測器,和振動量測方法俾使學員對振動現象與量測方法有基礎的了解。後三小時介紹振動頻譜分析,衝擊訊號SRS分析,聲音與振動倍頻分析,有效利用FFT技術,分析結構動態特性和提昇產品可靠度。 歡迎機械、電子、電機、光電、汽車、航太、造船、土木、醫工、生物機電等相關產業先進踴躍報名參加。

  • 主辦單位 :妙點企業股份有限公司
  • 主講人 :妙點企業股份有限公司 總經理/ 葉彰和 先生
  • 學經歷 :美國南加州大學機械工程碩士(振動,噪音,衝擊試驗與分析20多年專業經驗)
  • 上課日期: 104年6月5日(五) 時間 :AM 9:00 ~ PM 17:00
  • 地點:集思台大會議中心 < 阿基米德廳 >台北市大安區羅斯福路四段85號地下一樓 (新店線 捷運公館站2號出口)
  • 報名費 :每人新台幣3,500元 (104年5月28日以前報名者, 報名費每人NTD 3000元)
  • (含講義、茶點及午餐) (報名截止日: 104年6月4日)
  • 電話 :02-28052860 / 傳真:02-28056325 / E-MAIL: info@magicdot.com.tw
  • 聯絡人:洪敏韶 小姐