• 제목/요약/키워드: 강건최적설계

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대체모델의 정확성 및 강건성 향상을 위한 가중함수 기반 순차 최소거리최대화계획 (Weight Function-based Sequential Maximin Distance Design to Enhance Accuracy and Robustness of Surrogate Model)

  • 장준용;조수길;이태희
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제39권4호
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    • pp.369-374
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    • 2015
  • 효율적인 최적설계를 위해 공학분야에 도입된 대체모델의 정확성은 표본점에 큰 영향을 받는다. 대체모델의 정확성을 높이는 방법으로 기 추출한 응답을 이용하는 순차실험계획이 제안되었다. 크리깅 대체모델의 상관계수를 가중치로 적용하여 대체모델의 정확성을 향상시킨 연구가 있었으나, 주어진 정보가 부족하거나 상관계수가 잘못 추정된 경우 표본점이 잘못 추출되어 대체모델의 강건성이 저하된다. 본 논문에서는 기존 순차실험계획의 여러 문제점을 제시하고, 이를 해결하기 위한 가중함수 기반 순차 최소거리최대화계획을 제안한다. 제안하는 순차실험계획의 효용성을 수학 함수에 적용하여 기존 순차실험계획들과 비교하여 정확성과 강건성이 향상됨을 예시한다.

강건한 워터마킹을 위한 최적 부대역 결정 (Optimal Sub-bands Decision for Robust Watermarking)

  • 김윤호;김태곤
    • 한국항행학회논문지
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    • 제11권1호
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    • pp.105-111
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    • 2007
  • 본 논문에서는 퍼지추론을 이용하여 워터마크가 삽입될 최적의 부 대역을 결정하는 방법을 기술하였다. 제안한 방법은 퍼지추론 및 대조도 등과 같은 인간의 시각시스템도 고려하였다. 먼저 시각시스템과 통계적 특성을 활용하여 최적의 계수 대역을 설정하였고, 외부환경 변화에도 대응할 수 있는 퍼지 추론기를 설계 하였다. 비가시성과 워터마크의 정확도를 실험한 결과, 대조도는 스므드 영상에서 우수하였고, 러프한 영상에서는 통계적 특성이 우수함을 보였다.

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비정규 분포에 대한 통계적 모멘트와 확률 제한조건의 민감도 해석 (Expansion of Sensitivity Analysis for Statistical Moments and Probability Constraints to Non-Normal Variables)

  • 허재성;곽병만
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권11호
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    • pp.1691-1696
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    • 2010
  • 설계단계에서 시스템의 불확실성을 반영하려는 노력이 다양하게 이루어지고 있으며, 강건 최적설계 혹은 신뢰도 기반 최적설계는 이에 대한 대표적인 설계 방법론이다. 이러한 최적화 수식에는 성능함수의 평균, 표준편차와 확률제한조건이 목적함수와 제한조건으로 주로 활용된다. 그러므로, 이러한 통계적 특성치를 효과적으로 계산하는 것은 필수적이며, 더 나아가 최적화 과정에서 비선형 계획법이 일반적으로 활용되므로 민감도가 반드시 필요하다. 본 연구에서는 통계적 모멘트와 확률제한조건에 대해 적분 형태로 정의되는 민감도 수식을 비정규 분포로 확장하고자 한다. 얻어진 민감도 해석 결과는 통계적 모멘트와 손상확률이 설계점에서 계산된 경우, 민감도를 얻기 위해 추가로 성능함수를 계산할 필요가 없음을 보여주므로 효율성 측면에서 우수하다. 그러나, 민감도 수식이 성능함수와 확률밀도함수의 미분과정에서 얻어지는 함수의 곱으로 정의되므로, 동일한 수치적분 방법이 적용되는 경우 민감도 해석 결과는 통계적 모멘트 결과의 정확도에 미치지 못할 가능성이 있다.

IFT와 L1 적응제어기법을 이용한 풍동실험용 자기부상 비접촉식 밸런스의 제어시스템 설계 (Position and Attitude Control System Design of Magnetic Suspension and Balance System for Wind Tunnel Test using Iterative Feedback Tuning and L1 Adaptive Control Scheme)

  • 이동규
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제11권5호
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    • pp.28-35
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    • 2017
  • 자기부상 비접촉식 밸런스(MSBS: Magnetic Suspension and Balance System)는 자기력 및 자기모멘트를 이용하여 기계적 접촉 없이 시험 대상체의 위치 및 자세각을 정밀하게 변경하며 외력을 측정하는 것이 가능하다. MSBS를 활용한 풍동실험의 신뢰도 및 안정성을 확보하기 위해서는 위치 및 자세각 제어시스템의 명령 추종 성능과 구성장비의 고장에 대한 강건성을 높일 필요가 있다. 본 연구에서는 실제 개발된 풍동실험용 MSBS의 시뮬레이션을 통해 Iterative Feedback Tuning (IFT)과 $L_1$ adaptive output feedback 알고리즘을 활용하여 제어 이득값을 자동적으로 최적화하고 전류공급장치의 고장에 강건한 제어시스템을 설계하는 방법의 유효성을 검증하였다.

Support Vector Regression 기반 공력-비선형 구조해석 연계시스템을 이용한 유연날개 다목적 최적화 (Multi-Objective Optimization of Flexible Wing using Multidisciplinary Design Optimization System of Aero-Non Linear Structure Interaction based on Support Vector Regression)

  • 최원;박찬우;정성기;박현범
    • 한국항공우주학회지
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    • 제43권7호
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    • pp.601-608
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    • 2015
  • 유연날개의 공력 및 구조 설계값을 설계 변수로 하여 정적 상태에서의 정적 공탄성해석 및 최적화를 수행하였다. 정적 공탄성해석과 최적화를 위해 상용 해석소프트웨어들이 연계된 강건한 다분야 최적설계 시스템을 개발하였다. 최적화 설계변수로는 가로세로비, 테이퍼비, 후퇴각과 날개 위아래 스킨 두께를 설정하였다. 전역적 다목적 최적화를 위해 실수기반 적응영역 다목적 유전자 알고리즘을 적용하였으며 계산시간을 줄이기 위해 메타모델로 서포트벡터회귀 기법을 적용하였다. 유연날개에 대한 파레토 결과 분석을 통해 최대 항속시간과 최소 중량에 대한 최적 결과를 확인하였다.

엔진 흡기관내의 유체유동에 관한 연구 (A Study on Fluid Flow in the Intake Manifold for an Engine)

  • 성낙원;이응석;강건용;엄종호
    • 대한기계학회논문집
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    • 제12권2호
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    • pp.295-307
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    • 1988
  • 본 연구의 목적은 흡기관내의 유체유동을 Lax-Wendroff 방법을 이용한 유한차분법으로 해석함으로서 엔진 흡기효율에 영향을 미치는 흡기관내 압력을 관찰하고 이를 이용한 흡기관계 최적 설계기술을 확립하고자 한다.

굽힘-비틀림 복합하중을 받는 복합재료 구조물의 최적 강건 설계 (Robust Design of Composite Structure under Combined Loading of Bending and Torsion)

  • 윤지용;오광환;남현욱;한경섭
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2005년도 추계학술발표대회 논문집
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    • pp.211-214
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    • 2005
  • This research studied robust design of composite structure under combined loading of bending and torsion. DOE (Design of Experiment) technique was used to find important design factors. The results show that the beam height, beam width, layer thickness and stack angle of outer-layer are important design parameter. The $2^{nd}$ DOE and RSM (Response Surface Model) were conducted to obtain optimum design. Multi-island genetic algorithm was used to optimum design. An approximate value of 6.65 mm in deflection was expected under optimum condition. Six sigma robust design was conducted to find out guideline for control range of design parameter. To acquire six sigma level reliability, the sigma level reliability, the standard deviation of design parameter should be controlled within 2.5 % of average design value.

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실험 4단자정수를 이용한 저소음 흡기계의 강건 최적 설계 (The Robust Design of Low Noise Intake System with Experimental 4-poles)

  • 조용구;오재응;이유엽;김흥섭
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제12권6호
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    • pp.405-412
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    • 2002
  • Recently, regulations of the government and concerns of people give rise to the interest in exhaust and intake noise of passenger car as much as other vehicles. In these demands, performance prediction software with hybrid method was developed at first. Secondly, robust design was used for improving the noise reduction capacity of intake system with the performance prediction software. On the basis of the existing design, length and radios of each component that was thought to effect on the capacity of intake system was selected. The factors were arranged by using L18 table of orthogonal array and optimum value was obtained.

크리깅 모델을 이용한 곱분해 기법에서 정확하고 강건한 통계적 모멘트 계산을 위한 전역모델의 비교 분석 (Comparison of global models for calculation of accurate and robust statistical moments in MD method based Kriging metamodel)

  • 김태균;이태희
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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    • pp.678-683
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    • 2008
  • Moment-based reliability analysis is the method to calculate reliability using Pearson System with first-four raw moments obtained from simulation model. But it is too expensive to calculate first four moments from complicate simulation model. To overcome this drawback the MD(multiplicative decomposition) method which approximates simulation model to kriging metamodel and calculates first four raw moments explicitly with multiplicative decomposition techniques. In general, kriging metamodel is an interpolation model that is decomposed of global model and local model. The global model, in general, can be used as the constant global model, the 1st order global model, or the 2nd order global model. In this paper, the influences of global models on the accuracy and robustness of raw moments are examined and compared. Finally, we suggest the best global model which can provide exact and robust raw moments using MD method.

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엔진 실린더내 유동 LDV측정 (LDV Measurement of Turbulent Flow Inside the Cylinder in an Engine)

  • 강건용;정동수
    • 기계저널
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    • 제33권12호
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    • pp.1063-1068
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    • 1993
  • 왕복식엔진에서 연소과정은 실린더내 유체유동에 지배되므로 최적조건의 엔진설계를 위해서는 실린더내 유체유동을 효과적으로 이용하는 것이 필요하다. 연소과정에 중요한 영향을 미치는 압축말기 연소실내 난류강도는 흡입과정시 생성된 유동의 에너지가 압축과정을 거치면서 작은 스케일의 에디(eddy)로 깨지면서 발생된다. 연소과정시 이러한 에디들은 초기화염생성을 촉진 시키고 화염전파속도를 증진시키는 역할을 함으로써 실린더내 유체유동에 대한 이해증진을위해 실린더내 평균속도 및 난류유동을 측정하는 연구들이 많이 진행되고 있다. 엔진유동은 매사이 클의 유동이 엄밀히 주기적인 운동을 하지 않고, 각 사이클의 유동이 비정상유동을 하며, 유동의 생성 및 소멸이 매우 짧은 특성을 가진다. 따라서 산란입자가 측정체적을 통과할 때 속도데이 터가 발생하는 LDV(laser Doppler velocimetry) 측정에 있어서 레이저빔의 산란광노이즈 감소와 산란입자의 효율적인 공급으로 데이터 발생률을 높이는 것이 어려운 점이다. 이 글에서는 엔진 유동의 LDV측정시 고려해야 할 문제점들, 실험장치구성, 그리고 데이터처리 방법과 주요측정 결과에 대해 본 연구팀에서 지금까지 수행한 연구결과를 토대로 하여 기술하고자 한다.

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