• 한국항공우주학회지
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• 제32권6호
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• pp.72-80
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• 2004

본 논문에서는 추력중단 후 무유도방식 유도탄의 추력비행단계 유도알고리듬의 설계과정을 다룬다. 유도의 목적은 추력중단 시점에서 요구속도벡터를 성취하기 위한 것이다. 구현 가능한 피치평면 비행궤적을 조사하기 위해 네 가지 성능지수에 대한 비행궤적 최적화를 수행하였다. 궤적최적화 결과로부터 구속조건들을 만족시키기 위해서는 비행초기에 고앙각 기동이 필요함을 알 수 있다. 제안된 유도알고리듬은 개루프 피치자세각 명령 산출기인 피치프로그램과 증가요구속도벡터를 0으로 만들기 위한 요자세각 명령 산출기로 구성된다. 피치프로그램은 궤적최적화 결과 얻어진 피치자세각 선도를 이용하여 구성되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.395-402
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• 2016

이 논문은 직렬형 머니퓰레이터의 관성 성질을 고려하여 에너지 효율을 향상 시키기 위한 설계 방법에 대해 논하였다. 이 방법은 운동방정식에 가장 많은 영향을 끼치는 관성 행렬을 분석하여 최적화 문제의 구속 조건에 대입하는 방식이다. 이를 위해, 첫 번째로 초기에 설계된 머니퓰레이터에 대한 동적 모델링을 도출하고 여기서 표현되는 관성 행렬의 특성을 분석한다. 두 번째로 분석된 관성 행렬의 변화 정도를 정량화하는 지표를 정의하여 구속 조건과 설계 파라미터의 경계조건을 설정하였다. 마지막으로 토크를 목적 함수로 정하고 앞서 정의된 구속 조건과 경계조건을 통하여 최적화를 수행한다. 또한, 목적 함수 외에 관성, 에너지 및 질량에 관련된 보조 지표를 정의하고 최적화된 파라미터가 요구성능을 만족하는지 다시 한번 확인하는 과정을 거치는 설계 알고리즘을 제안하였다. 제안한 설계 알고리즘의 수행 결과로 토크 최소화를 통하여 에너지 효율이 향상되었으며, 제안된 방법을 공간상의3 자유도 직렬 머니퓰레이터에 시뮬레이션 테스트 하였다. 이 설계 알고리즘은 일반적으로n 자유도를 가지는 머니퓰레이터에도 적용이 가능하다.

• 전산구조공학
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• 제11권4호
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• pp.229-237
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• 1998

본 연구는 횡변위 구속조건을 받는 고층철골구조물의 이산형 최적설계를 위해 효율적인 쌍대알고리즘을 제시하고자 한다. 양함수형태의 횡변위 구속조건을 설정하기 위해 가상일의 원리가 적용되면 고층철골조의 설계변수의 수를 줄여주기 위해 쌍대알고리즘내에 단면특성관계식이 추가된다. 이 알고리즘의 검증을 위하여 횡하중을 받는 네 가지 형태의 고층철골조 예제가 제시되며, 반복과정에서 수렴된 최종물량을 기존의 최적설계방법과 비교해 봄으로써 제시된 알고리즘의 효율성이 검토된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권5호
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• pp.56-64
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• 2006

정지궤도 위성의 상대위치보정은 제한된 위지보정 박스내에 다수의 위성을 운용함으로서 발생하는 위성간 충돌, 전파간섭, 가림현상 등을 해결하기 위해 반드시 필요한 기술이다. 본 논문에서는 정지궤도 위성의 상대 궤도 운동 분석과 최적화 기법에 근거한 문제의 정립으로 상대위치보정을 수행하였다. 이상적인 정지궤도에 대한 상대운동을 다수의 멱함수와 주기함수로 표현하고, 상대위치보정에 필요한 조건들을 이들 함수로 표현한다. 이러한 구속 조건식과 더불어 연료 최소화 같은 가격 함수를 최소화하는 과정에서 궤도 수정에 필요한 절차를 수립하게 된다. 비선형 시뮬레이션을 통하여 본 논문에서 제시하고 있는 절차의 타당성을 검증하였고 또한 기존의 고전적인 방법과 비교하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.236-242
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• 2009

본 연구에서는 철도차량의 차륜과 레일에 대해 플랜지 접촉을 포함하여 모든 위치예서 차륜-레일간 접촉 위치를 수치 해석적으로 구하는 방범을 제안한다. 이를 위해 차륜과 레일의 형상은 매개변수로 표현되는 3차원 곡면함수로 나타내었다. 기구학적 구속조건식을 Newton-Rhapson 방법을 이용하여 구하는 것과 차륜과 레일간 최소거리가 0이 된다는 최적화 방법을 동시에 이용하여 정확하고 효율적으로 계산하는 새로운 방법을 제안하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권6호
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• pp.557-563
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• 2010

본 논문은 Kringing 근사모델이 제공하는 확률정보를 이용하여 순차적으로 전역 최적해를 찾는 내용을 담고 있다. 적응 전역 최적화란 소수의 실험 점으로 구성한 근사모델의 예측 값과 불확실성을 고려하여 다음 실험 점을 찾고, 이를 이용하여 근사모델을 개선함으로써 순차적으로 해를 찾는 방식이다. 본 연구에서는 근사모델에서 도출한 기대값을 이용하여 개선시킬 필요가 없는 구속함수나 목적함수를 식별함으로써 계산효율을 증대시키는 기법을 제안한다. 다음 단계의 후보 실험점이 유용영역의 비활성일 가능성이 있을 경우 또는 목적함수를 개선시킬 가능성이 희박할 경우, 이 점은 근사함수를 개선하는 데 사용하지 않았다. 본 기법을 비선형성이 강한 시험문제에 적용한 결과, 제안하는 기법이 정밀도는 보장하면서 계산 효율을 증대시키는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.45-55
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• 2001

본 연구는 점탄성 감쇠기의 최적설계에 관한 연구로서 기존에 독립적으로 설계되던 점탄성 감쇠기와 설치용 가새 강성의 동시 최적설계 방법을 제시하였다. 이를 위해 직렬 연결된 점탄성 감쇠기와 가새를 상태방정식으로 모델링하였으며 최대응답계수를 이용해서 각층 최대 층간변위를 구속조건으로 하여 최적화 문제를 구성하였다. 구속조건에 대한 기울기 정보를 계산하는 과정에서 구조물의 동적거동에 관한 구속조건을 포함시켜서 문제를 재구성함으로써 변수를 줄일 수 있었다. 설계예제를 통해 현실적으로 충분한 가새 강성이 제공될 수 없는 경우에는 층간변위 구속조건을 만족시키기 위해서 가새 강성을 고려한 감쇠기 설계가 필요함을 확인할 수 있었다. 또한 가새 강성을 최적화 변수에 포함시킴으로써 불필요한 가새 강성을 줄일 수 있었으며 이를 보상하기 위한 감쇠기 물량의 상대적인 증가는 크지 않다는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제27권4호
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• pp.397-402
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• 2003

컨테이너 시큐어링 시스템은 컨테이너 운반선 상갑판에 적재되는 컨테이너의 배치 설계를 위한 시스템이다. 컨테이너의 배치는 각 선급의 가이드라인에 기초하여 설계되어지며, 주어진 배치에 따른 반력들과 변력의 한계값을 제공하고 있다. 컨테이너 설계를 위해서는 컨테이너 구속 교량(lashing bridge)과 수직 구속 장치(vertical lashing) 등을 고려해야 하며, 최대 수직 중량 중심(vertical center of gravity, VCG)과 최대 화물 중량(stack weight)을 갖는 배치안을 제시할 수 있어야 한다. 본 연구에서는 이를 위한 평형방정식을 정립하였으며, 배치안 계산을 위해 등식 제한조건(equality constraint)을 처리할 수 있는 최적화 알고리즘을 적용하여 새로운 컨테이너 시큐어링 시스템을 개발하였다. 개발된 시스템은 컨테이너 배치 설계 시간을 크게 줄여주며, 설계자가 원하는 배치 설계안을 제시해 준다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권2호
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• pp.165-171
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• 2013

동하중을 고려하는 구조해석은 전산자원과 시간측면에서 상당한 어려움이 따르기 때문에 외력을 이상적인 정하중으로 가정하는 것이 일반적이다. 그러나 정하중 조건으로 해석된 결과는 구조물의 안전설계 측면에서 충분한 신뢰를 주기 어렵다. 최근에는, 동하중의 영향을 받는 구조물의 효과적인 구조해석을 위해 동하중을 등가정하중으로 변환하는 기법이 제안되어 왔다. 이 기법은 최적화를 통해 구속조건을 만족하는 최소의 등가정하중을 구하는데, 구속조건은 임계시간의 변위를 사용하고, 등가정하중 분포 자유도는 경험적으로 선정하여 왔다. 그러나 안전설계 관점에서는 응력 구속조건을 적용하는 것이 타당하며, 경험적 자유도 선정은 몇 개의 자유도에 과도한 하중이 부과되거나 구조물의 거동에 영향력이 없는 자유도들이 선정될 가능성이 있다. 본 연구에서는 등가응력 구속조건을 고려하는 등가정하중 최적화 방법을 제안하고, 축소시스템 개념을 도입한 주자유도, 구속조건 요소 자유도, 외부하중 자유도로 구성되는 등가정하중 분포 자유도의 구성방법을 제안한다. 수치예제에서는 제안된 방법으로 구해진 등가정하중을 사용하여 등가응력을 구하고 동하중 해석 결과와 비교함으로써 제안된 방법을 통한 구조해석 방법이 구조안전성 측면에서 타당함을 보인다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권4호
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• pp.223-231
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• 2013

본 논문에서는 물성이 균일하지 않은 반무한 고체영역의 탄성파속도 분포를 재구성하기 위한 시간영역 Gauss-Newton 전체파형 역해석 기법을 소개한다. 반무한 영역을 유한 계산영역으로 치환하기 위하여 유한영역의 경계에 수치적 파동흡수 경계조건인 perfectly-matched-layers(PMLs)를 도입하였다. 이 역해석 문제는 PML을 경계로 하는 영역에서의 탄성파동방정식을 구속조건으로 하는 최적화 문제로 성립되며, 표면에서 측정된 변위응답과 혼합유한요소법에 의해 계산된 응답간의 차이를 최소화함으로써 미지의 탄성파속도 분포를 결정한다. 이 과정에서 Gauss-Newton-Krylov 최적화 알고리즘과 정규화기법을 사용하여 탄성파속도의 분포를 반복적으로 업데이트하였다. 1차원 수치예제들을 통해 Gauss-Newton 역해석으로 부터 재구성된 탄성파속도의 분포가 목표값에 충분히 근사함을 보였으며, Fletcher Reeves 최적화 알고리즘을 사용한 기존의 역해석 결과에 비해 수렴율이 현저히 개선되고 계산 소요시간이 단축됨을 확인할 수 있었다.