An Investigation on Parameters of a RQP Algorithm for Optimum Structural Design

최적구조물 설계를 위한 RQP 알고리즘의 매개변수 성능평가

Many structural optimization problems are solved by numerical algorithms since these are complicated and nonlinear. To provide a wider base and popular it to structual design optimization, reliable, accurate and superlinearly convergent nonlinear programming algorithm with active-set strategy have been developed. One of these is RQP(recursive quadratic programming method). This algorithm has several parameters and its performance is influenced by variations of these key parameters. Therefore, an RQP algorithm is selected to enhance its numerical performances by choosing proper parameters. The paper persents these influences on its numerical performance. For comparison of performances, a structural design software for minimum weight of truss subjected to displacement, stress, and lower and upper bounds on design variables is also implemented.

주로 경험에 의존하여 최선의 상태를 구하는 설계방식에 반하여 수학적인 해석방법을 사용하여 체계적으로 최상의 결과를 얻고자하는 것이 최적설계이다. 이때 상태의 해석방법 뿐아니라 비선형의 설계함수의 최적화에 관한 기법 연구가 요구된다. 해석적인 비선형 최적화의 기법중 공학설계에 사용할 수 있는 수렴속도가 빠르며, 사용하기에 편리하다고 알려진 반복 이차 계획법(Recursive Quadratic Programming Method)의 매개변수들의 역할을 살피고 이들의 변화에 따른 수치성능을 비교 분석하여 계산효율이 개선된 수치적 알고리즘을 제시하였다. 설계함수들의 일차 미분정보를 이용한 근사 이차 미분정보에 의하여 최적해의 접근속도가 빠른 RQP 알고리즘의 평가를 위하여 구조물의 무게를 최소화하면서 유한요소의 응력, 변위, 최소고유진동수등의 제한조건을 만족하는 주어진 형상의 최적단면을 가지는 구조물도 설계하였다.