¸ðµ¨¸µ, ÄÄÇ»ÅÍ, ¿ÀÂ÷ÇØ¼®
°øÇеµ¸¦ À§ÇÑ ¼öÄ¡ÇØ¼® : Steven C. Chapra, Raymond P. Canale Àú, ±èö.±èű¹.³ª¾ç.½Åµ¿½Å.ÀÌ½Â¹è °ø¿ª, McGraw-Hill Korea, 2002 (¿ø¼ : Numerical Method for Engineers, 4th ed), Page 2~4
2. ¼Ò°³ |
º» ±³Àç¿¡¼ ´Ù·ê ¸ðµç ³»¿ëÀÇ È¿°úÀûÀÎ °øºÎ¸¦ À§Çؼ´Â »ó´çÇÑ ¼öÇÐÀû ±âÃÊÁö½ÄÀÌ ÇÊ¿äÇÏ´Ù. µû¶ó¼, °¢ ºÎ¿¡ ´ëÇÑ ¼Ò°³¿¡¼´Â ±×¿¡ °ü·ÃµÈ ¼öÇÐÀû ±âÃÊÁö½Ä¿¡ ´ëÇÑ ÀýÀÌ Æ÷ÇԵǾî ÀÖ´Ù. Á¦ 1 ºÎ´Â ±× ÀÚü°¡ ¼öÇаú ÄÄÇ»ÅÍ¿¡ ´ëÇÑ ¹è°æÀ» ¼³¸íÇÏ´Â °ÍÀÌ ÁÖ¸ñÀûÀ̹ǷÎ, ƯÁ¤ ¼öÇÐÀû ÁÖÁ¦¿¡ ´ëÇÑ ÀÚ¼¼ÇÑ °ËÅä°¡ Æ÷ÇԵǾî ÀÕÁö´Â ¾ÊÀ¸¸ç, ±×º¸´Ù´Â º» ±³Àç¿¡¼ ´Ù·ç°íÀÚ ÇÏ´Â ¿©·¯ °¡Áö ¼öÇÐÀû ÁÖÁ¦ ¿µ¿ª¿¡ ´ëÇÑ ¼Ò°³¸¦ À§ÁÖ·Î Çϰí ÀÖ´Ù. ±×¸² 1 ¿¡ ¿ä¾àµÇ¾î ÀÖ´Â ¹Ù¿Í °°ÀÌ ÀÌµé ¿µ¿ªÀº,
±×¸² 1 º» ±³Àç¿¡¼ ´Ù·ê ¼öÄ¡ÇØ¹ý¿¡ ´ëÇÑ ¿ä¾à
1. ¹æÁ¤½ÄÀÇ ±Ù (±×¸² 1a). ÀÌ·¯ÇÑ ¹®Á¦´Â ´ÜÀÏ ºñ¼±Çü ¹æÁ¤½ÄÀ» ¸¸Á·ÇÏ´Â º¯¼ö (variable) ³ª ¸Å°³º¯¼ö (parameter) ÀÇ °ªÀ» ±¸ÇÏ´Â °Í°ú °ü·ÃµÇ¾î ÀÖ´Ù. ÀÌ¿Í °°Àº ¹®Á¦µéÀº ƯÈ÷ °øÇÐÀû ¼³°èÀÇ °üÁ¡¿¡¼ ¸Å¿ì À¯¿ëÇѵ¥, ÀÌ´Â ¸Å°³º¯¼ö¸¦ ±â¼úÇÏ´Â ¼³°è ¹æÁ¤½Ä (design equation) À» ¿ÜÀçÀûÀ¸·Î Ç® ¼ö ¾ø´Â °æ¿ì°¡ »ó´çÈ÷ ¸¹±â ¶§¹®ÀÌ´Ù.
2. ¿¬¸³¼±Çü ´ë¼ö ¹æÁ¤½Ä (±×¸² 1b). ¿©·¯ ¹æÁ¤½ÄµéÀ» µ¿½Ã¿¡ ¸¸Á·ÇÏ´Â °ªµéÀ» ±¸ÇÑ´Ù´Â Ãø¸é¿¡¼ ¹æÁ¤½ÄÀÇ ±ÙÀ» ±¸ÇÏ´Â ¹®Á¦¿Í À¯»çÇÏ´Ù. ±×·¯³ª ´ÜÀÏ ¹æÁ¤½ÄÀÇ ÇØ¸¦ ±¸ÇÏ´Â °Í°ú´Â ´Þ¸®, ¿¬¸³¼±Çü ´ë¼ö ¹æÁ¤½ÄµéÀ» µ¿½Ã¿¡ ¸¸Á·ÇÏ´Â °ªµéÀ» ±¸ÇÏ¿©¾ß ÇÑ´Ù. ¸ðµç °øÇÐÀû ºÐ¾ß¿¡¼ ÀÌ¿Í °°Àº °æ¿ìÀÇ ¹®Á¦°¡ ¹ß»ýÇÏ°Ô µÈ´Ù. ƯÈ÷, ±¸Á¶Çؼ®, Àü±âȸ·Î, À¯Ã¼ ³×Æ®¿öÅ©¿¡¼¿Í °°ÀÌ ¼·Î ³»ºÎÀûÀ¸·Î ¿¬°üµÈ ¿ä¼ÒµéÀ» Æ÷ÇÔÇÑ ´ë±Ô¸ð ½Ã½ºÅÛ¿¡ ´ëÇÑ ¼öÇÐÀû ¸ðµ¨¸µÀ» ÇÏ´Â °æ¿ì¿¡ ¸¹ÀÌ ¹ß»ýÇÑ´Ù. ±×·¯³ª °î¼±Á¢ÇÕ (curve fitting) °ú ¹ÌºÐ ¹æÁ¤½Ä°ú °°Àº ¹®Á¦ÀÇ ¼öÄ¡ÇØ¹ýÀÇ ¿µ¿ª¿¡¼µµ ¸¸³¯ ¼ö ÀÖ´Ù.
3. ÃÖÀûÈ (±×¸² 1c). ÀÌ¿Í °°Àº ¹®Á¦´Â ÁÖ¾îÁø ÇÔ¼ö°¡ "ÃÖ¼±" ¶Ç´Â ÃÖÀû°ªÀ» °¡Áú ¼ö ÀÖµµ·Ï µ¶¸³º¯¼öÀÇ °ª ¶Ç´Â °ªµéÀ» °áÁ¤ÇÏ´Â °æ¿ì¸¦ ¸»ÇÑ´Ù. µû¶ó¼ ±×¸² 1c ¿¡¼¿Í °°ÀÌ ÃÖÀûÈ´Â ÃÖ´ë°ª ¶Ç´Â ÃÖ¼Ò°ªÀ» ã¾Æ³»´Â °Í°ú Á÷Á¢ÀûÀ¸·Î °ü·ÃµÈ´Ù. ±×¿Í °°Àº ¹®Á¦´Â °øÇÐÀû ¼³°èÀÇ °üÁ¡¿¡¼ ÈçÈ÷ ¹ß»ýµÇ¸ç, ¿©·¯ °¡Áö ´Ù¸¥ Á¾·ùÀÇ ¼öÄ¡ÇØ¹ý¿¡¼µµ ¹ß»ýÇÑ´Ù. º» ±³Àç¿¡¼´Â ´ÜÀÏ ¶Ç´Â ´ÙÁß º¯¼öÀÇ ºñ±¸¼Ó (single-, multi-variable unconstrained) ÃÖÀûÈ ¹®Á¦¿¡ ´ëÇØ ÁÖ·Î ´Ù·ê °ÍÀ̸ç, ¼±Çü ÇÁ·Î±×·¡¹Ö¿¡ ÁßÁ¡À» µÐ ±¸¼Ó ÃÖÀûÈ ¹®Á¦¿¡ ´ëÇØ¼µµ »ìÆìº¼ °ÍÀÌ´Ù.
4. °î¼±Á¢ÇÕ (±×¸² 1d). Á¾Á¾ µ¥ÀÌÅ͵éÀ» °î¼±À¸·Î Á¢ÇÕÇÏ¿©¾ß ÇÒ °æ¿ì°¡ ÀÖÀ» °ÍÀÌ´Ù. ÀÌ¿Í °°Àº ¸ñÀûÀ¸·Î °³¹ßµÈ ±â¹ýÀº ȸ±ÍºÐ¼® (regression) °ú º¸°£¹ý (interpolation) ÀÇ µÎ °³ÀÇ ÀÏ¹Ý ¿µ¿ªÀ¸·Î ³ª´ ¼ö ÀÖ´Ù. ȸ±ÍºÐ¼®Àº µ¥ÀÌÅÍ¿¡ »ó´çÇÑ ¿ÀÂ÷°¡ Æ÷ÇԵǾî ÀÖÀ» ¶§ »ç¿ëµÈ´Ù. º¸Åë ½ÇÇè µ¥ÀÌÅ͸¦ ÇØ¼®ÇÏ´Â °æ¿ì°¡ ÀÌ¿¡ ÇØ´çµÈ´Ù. ÀÌ¿Í °°Àº °æ¿ì °¢°¢ÀÇ Á¡µéÀ» Åë°úÇÏÁö´Â ¾ÊÁö¸¸ µ¥ÀÌÅÍÀÇ ÀϹÝÀû °æÇâÀ» ³ªÅ¸³¾ ¼ö ÀÖ´Â ÇϳªÀÇ °î¼±À» À¯µµÇÏ´Â °ÍÀÌ ±âº» Àü·«ÀÌ µÈ´Ù. À̿ʹ ´ëÁ¶ÀûÀ¸·Î º¸°£¹ýÀº »ó´ëÀûÀ¸·Î ¿ÀÂ÷°¡ ¾ø´Â µÎ µ¥ÀÌÅÍ Á¡ »çÀÌ¿¡¼ÀÇ °ªÀ» °áÁ¤ÇÒ ¶§ »ç¿ëµÈ´Ù. º¸Åë µµÇ¥ÈµÈ Á¤º¸¸¦ ´Ù·ç´Â °æ¿ì°¡ ÀÌ¿¡ ÇØ´çÇÑ´Ù. ÀÌ °æ¿ì, µ¥ÀÌÅÍ Á¡µéÀ» Á÷Á¢ Áö³ª°¡µµ·Ï °î¼±À» Á¢ÇÕÇÏ°í ±× °î¼±À» »ç¿ëÇÏ¿© ±× »çÀÌ¿¡ ÀÖ´Â Á¡µé¿¡¼ÀÇ °ªÀ» ±¸ÇÏ´Â Àü·«À» »ç¿ëÇÑ´Ù.
5. ÀûºÐ (±×¸² 1e). ±×¸²¿¡ º¸¿©Áø ¹Ù¿Í °°ÀÌ, ¼öÄ¡ÀûºÐÀÇ ¹°¸®Àû ÇØ¼®Àº °î¼± ¾Æ·¡ ºÎºÐÀÇ ¸éÀûÀ» ±¸ÇÏ´Â °ÍÀÌ´Ù. ÀûºÐÀº ±â¹¦ÇÑ Çü»óÀ» ÇÑ ¹°Ã¼ÀÇ Á᫐ (centroid) À» ±¸ÇÏ´Â °Í¿¡¼ºÎÅÍ °¢°¢ÀÇ À§Ä¡¿¡¼ÀÇ ÃøÁ¤°ªÀ» ´õÇÏ¿© ÀüüÀÇ °ªÀ» ±¸ÇÏ´Â ¹®Á¦ µî °øÇÐÀÇ ¿©·¯ ºÐ¾ß¿¡¼ ÀÀ¿ëÀÌ µÇ°í ÀÖ´Ù. ¶ÇÇÑ ¼öÄ¡ÀûºÐÀÇ °ø½ÄÀº ¹ÌºÐ ¹æÁ¤½ÄÀÇ ÇØ¸¦ ±¸ÇÏ´Â µ¥ ¸Å¿ì Áß¿äÇÑ ¿ªÇÒÀ» ÇÑ´Ù.
6. »ó¹ÌºÐ ¹æÁ¤½Ä (±×¸² 1f). °øÇÐÀû Ãø¸é¿¡¼ »ó¹ÌºÐ ¹æÁ¤½ÄÀº ¸Å¿ì Áß¿äÇÑ ¿ªÇÒÀ» Çϰí ÀÖ´Ù. ÀÌ´Â ¸¹Àº ¹°¸®Àû ¹ýÄ¢µéÀÌ ¾î¶² ¾çÀÇ Å©±â ±× ÀÚüº¸´Ù´Â ¾çÀÇ º¯ÈÀ²·Î Ç¥ÇöµÇ±â ¶§¹®ÀÌ´Ù. Àα¸ ¿¹Ãø ¸ðµ¨ (Àα¸ÀÇ Áõ°¡À²) ¿¡¼ºÎÅÍ ³«ÇÏÇÏ´Â ¹°Ã¼ÀÇ °¡¼Óµµ (¼ÓµµÀÇ º¯ÈÀ²) ¿¡ À̸£±â±îÁö ´Ù¾çÇÑ ¿¹¸¦ µé ¼ö ÀÖ´Ù. ÃʱâÁ¶°Ç ¹®Á¦¿Í °æ°èÁ¶°Ç ¹®Á¦ÀÇ µÎ °¡Áö ÇüÅÂÀÇ ¹®Á¦¸¦ ´Ù·ç°Ô µÈ´Ù. ¶ÇÇÑ °íÀ¯°ª ¹®Á¦¿¡ ´ëÇØ¼µµ ¾Ë¾Æ º¼ °ÍÀÌ´Ù.
7. Æí¹ÌºÐ ¹æÁ¤½Ä (±×¸² 1g). Æí¹ÌºÐ ¹æÁ¤½ÄÀº ¹°¸®Àû ¾ç (physical quantity) ÀÇ °Åµ¿ÀÌ µÎ °³ ¶Ç´Â ±× ÀÌ»óÀÇ µ¶¸³º¯¼ö¿¡ ´ëÇÑ º¯ÈÀ²·Î Ç¥½ÃµÇ´Â °øÇÐ ½Ã½ºÅÛÀ» Ư¡Áþ´Â µ¥ »ç¿ëµÈ´Ù. ¿¹·Î´Â °¡¿µÈ ÆÇ (µÎ °³ÀÇ °ø°£Â÷¿ø) ¿¡¼ÀÇ Á¤»ó»óÅ ¿ÂµµºÐÆ÷¸¦ ±¸ÇÏ´Â °æ¿ì, °¡¿µÈ ¸·´ë (½Ã°£°ú ÇÑ °³ÀÇ °ø°£Â÷¿ø) ÀÇ ½Ã°£¿¡ µû¸¥ ¿Âµµ¸¦ ±¸ÇÏ´Â °æ¿ìµéÀÌ´Ù. Æí¹ÌºÐ ¹æÁ¤½ÄÀ» ¼öÄ¡ÀûÀ¸·Î Ç®±â À§Çؼ´Â ±Ùº»ÀûÀ¸·Î ´Ù¸¥ µÎ °¡Áö Á¢±Ù¹æ¹ýÀÌ »ç¿ëµÈ´Ù. º» ±³Àç¿¡¼´Â, °¢°¢ÀÇ °ÝÀÚÁ¡¿¡¼ ±Ù»çÀûÀ¸·Î ÇØ¸¦ ±¸ÇÏ´Â À¯ÇÑÂ÷ºÐ¹ý¿¡ ´ëÇØ¼ °Á¶ÇÒ °ÍÀ̳ª (±×¸² 1g), °¢°¢ÀÇ ±¸°£º°·Î ÇØ¸¦ ±¸ÇÏ´Â À¯ÇÑ¿ä¼Ò¹ý¿¡ ´ëÇØ¼µµ ¼Ò°³ÇÒ °ÍÀÌ´Ù.