• 전자공학회논문지
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• 제52권3호
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• pp.19-24
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• 2015

본 논문에서는 massive multiple-input multiple-output (MIMO) 기반의 wireless powered communication network (WPCN)에서 에너지 효율을 향상시키기 위한 기지국 안테나 수 최적화 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 massive MIMO 시스템의 채널 hardening 특성을 이용하여 채널 이득을 안테나 수에 대한 식으로 근사한다. 그리고 근사화 된 최적화 문제에 편미분을 적용한 후 Lambert-W 함수를 이용하여 최적해를 closed form으로 찾는다. 모의실험을 통해 제안하는 기법의 근사 과정과 최적화 문제를 해결하는 방법이 적절함을 보이고, closed form 해가 exhaustive search 방법으로 찾은 해와 오차가 크지 않음을 확인한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.339-348
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• 2001

상용 구조해석 프로그램을 이용한 구조물의 최적설계에서는 최적화 프로그램과 구조해석 프로그램의 연결 및 두 프로그램 사이의 데이터 교환이 용이하지 못하다. 최근 많은 구조물 설계자들은 근사 최적화 기법을 이용하여 이와 같은 문제들을 해결하고 있다. 일반적으로 최적실계 문제의 설계변수에 대한 설계영역은 아주 작은 값에서 아주 큰 값으로 범위가 정해진다. 이렇게 넓은 설계영역에서 생성된 시스템 응답 근사식의 정확도는 떨어지게 되며, 이는 근사 최적해에 지배적인 영향을 미친다. 따라서, 본 연구의 목적은 넓은 설계영역에서 정확도가 높은 근사식 생성을 위한 순차 설계영역법 개발에 있다. 순차 설계영역에서의 근사식은 반응표면법을 이용하여 구성하고, 반응표면법에 필요한 실험방법으로는 직교 배열표를 사용한다. 본 연구에서는 순차 설계영역법의 신뢰도 검증을 위하여 3부재 및 10부재 트러스 구조물을 수치예제로 선정한다.

• 설비공학논문집
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• 제24권3호
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• pp.256-264
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• 2012

A general procedure for the optimal design of a micro-channel heat exchanger for heat pump systems is presented. For this design, a performance analysis program that can reflect the various geometric variables of the micro-channel heat exchanger was developed. The deviation between simulated and experiment results of previous research was within 4% for the heat transfer rate. To prove the feasibility of the optimal design process, the performance of the reference heat exchanger was compared to that of the optimized heat exchanger. The $JF_{air}$ and PECv of the optimized heat exchanger were enhanced by 14% and 26%, respectively.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.191-198
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• 2014

본 논문은 복잡한 비평활 발전비용함수를 가진 경제급전의 최적화 문제를 풀기 위해 단순히 선형 근사함수를 이용하는 방법을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 비평활 발전비용 함수를 선형으로 근사시키고, 요구량이 현재의 발전량을 초과하는 경우 발전단가가 비싼 발전기의 가동을 중지시키고, 발전단가가 보다 큰 발전기의 발전량을 감소시켜 요구량과 발전량의 균형을 맞추는 개념을 도입하였다. 경제급전 문제의 시험사례로 빈번히 활용되고 있는 데이터에 대해 제안된 알고리즘을 적용한 결과 기존의 휴리스틱 알고리즘의 최적화 해를 획기적으로 감소시킬 수 있었으며, 현재 실무적으로 적용되고 있는 2차 평활함수 근사법과 유사한 결과를 얻었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.237-247
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• 2001

강상판교는 부재수가 많고 구조적 거동이 복잡하여 재래적인 단일수준 (CSL) 알고리즘을 이용하여 최적화하는 것이 매우 어렵기 때문에 본 연구에서는 강상판교를 효율적으로 최적화하기 위해 다단계 최적설계 (MLDS) 알고리즘이 제안되었다. 강상판교를 주형과 강상판으로 나누기 위해 등위법이 사용되었고, 시스템 최적화를 위하여 설계 변수를 줄이는 분해법이 사용되었다. 효율적인 최적설계를 위해 다단계 최적설계 알고리즘은 제약조건 소거기법(Constraint Deletion)과 응력 재해석 같은 근사화 기법을 도입하였다. 변위해석을 위한 제약조건 소거기법은 교량의 최적화에 효율적인 것으로 검증되었고, 제안된 응력 재해석 기법 또한 설계민감도 해석을 필요로 하지 않으므로 매우 효율적이다. MLDS 알고리즘의 적용성과 강건성은 다양한 수치예제를 사용하여 기존의 단일수준 알고리즘과 비교하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.7-17
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• 1990

본 연구에서는 트러스구조와 아치구조의 부재단면적 및 기하형상을 동시에 최적화하는 효율적인 근사화 방법을 제안하고자 한다. 설계과정 중, 트러스구조에 대해서는 응력제약조건 및 좌굴응력제약조건을 만족하도록 하고, 아치구조에 대해서는 조합응력 제약조건을 만족하도록 하였다. 최적화에 필요한 구조해석의 수를 줄이기 위해 Force Approximation Method를 사용하였다. 초기치에 대한 유한요소해석이 수행된 다음 설계변수인 부재단면적과 절점좌표들에 대한 부재단면력들의 경사를 계산하였고, 그 경사정보를 이용 부재단면력들의 1차 Taylor급수 전개에 근거를 둔 근사구조 해석을 형성하였다. 이동한계법을 적용하였으며, 근사구조해석으로 부터 얻어진 정보에 의해 구조물의 체적을 최소화 하였다. 형상최적화를 위한 제안된 본 방법의 효율성과 신뢰성을 보이기 위해 수치예를 들어 다른 방법들에 의한 결과와 비교하였다. 그 결과 구조해석의 수를 크게 감소시킬 수 있었으며, 구조물 형상최적화에 매우 효율적으로 적용될 수 있음을 알게 되었다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.286-294
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• 2016

초기설계 단계에서 시스템의 성능을 고려한 형상의 최적화가 필요하다. 하지만, 일반적으로 공학시스템의 성능예측은 많은 계산 시간이 요구되는 작업이다. 시스템 형상의 최적화를 위해서는 다양한 설계대안에 대한 성능의 평가가 요구되므로 초기 설계과정에서 많은 어려움이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 많은 연구자들은 응답표면방법을 이용한 성능예측에 관한 다양한 연구를 시도하고 있다. 하지만, 이 방법은 비선형성이 강한 문제에서 예측오차가 비교적 크게 발생하는 단점이 있다. 따라서 본 연구의 최종목표는 초기설계과정에서 성능예측을 위한 적절한 근사모델을 제시하고, 해양시스템 성능예측문제(부유식 해상발전기 하부구조물 최적화 문제, 유조선의 선저외판 최적화 문제)에 적용하여 제시된 근사모델을 검증하는 것이다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제6권2호
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• pp.9-21
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• 2001

초음속 여객기의 천음속 순항 성능을 개선하기 위하여 날개의 플랩 꺽임각을 최적화하였다. 이를 위하여 3차원 Euler 코드와 adjoint 코드를 이용한 최적설계기법을 적용하였다. 설계변수로서, 앞전플랩 5개, 뒷전 플랩 5개 등 총 10개의 플랩의 꺽임각이 사용되었다. 설계과정중에 격자계 내부격자점의 수정을 위해 타원형방정식법을 이용하였다. 계산 시간의 단축을 위해 내부격자의 민감도는 무시하였다. 또한 본 설계문제에 근사구배기법의 적용가능성 여부를 조사하였다. 충격파가 없는 경우 앞전 플렙에 한하여 근사구배기법을 적용할 수 있음을 알았다. 최적설계기법으로 BFGS기법을 적용하여 항력을 최소화하였으며, 양력 및 날개 표면 마하수에 대한 제약조건을 적용하였다. 앞전 플랩의 최적화 및 앞전과 뒷전 플랩의 최적화 등 두 개의 설계 문제를 고려하였다. 성공적인 결과를 얻음으로써 본 설계방법의 타당성 및 효율성을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권1호
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• pp.42-48
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• 2006

연구에서는 다분야 통합 최적설계를 위한 시스템 근사화 기법으로 RRSET (Repetitive Response Surface Enhancement Technique)를 제안하였다. 2차 다항식만으로는 어려운 반응면의 표현을 위해 RRSET는 설계공간을 변형할 수 있는 스트레칭 함수를 도입하고 전역 최적화 알고리즘인 담금질 모사기법을 이용하여 반응면을 최적화 하였다. 도출된 최적점은 반복적으로 다음 순기의 반응면의 구성에 이용하여 반응면의 신뢰도를 더욱 높일 수 있었다. 제안된 기법을 수치예제 등에 적용한 결과, 비교적 적은 수의 실험 회수로 비선형적인 반응면을 잘 표현하고 최적 설계점을 도출해낼 수 있음이 확인되었다. 정밀한 근사화 기법의 중요성이 강화되고 있는 현재, 본 연구에서 제시된 근사화 기법은 차후의 연구에서 다분야 통합 최적화 기법에의 적용이 가능하리라 사료된다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2010년도 한국우주과학회보 제19권1호
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• pp.28.1-28.1
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• 2010

이 연구에서는 기존 선형 상대운동방정식에 차등중력, 주위성의 이심율, J2 섭동 등의 비선형항을 추가하여 보다 정확한 상대운동방정식을 만든 후 섭동이론을 적용하여 위성편대 연료최적화 재배치 문제에 대한 근사 해석해를 구하고자 한다. 먼저, 비선형 섭동항을 테일러 급수를 이용하여 2차항까지 전개한 후, 이를 기존 선형상대운동방정식에 추가하여 새로운 비선형 상대운동방정식을 만든다. 이 때 사용된 선형상대운동방정식은 힐스 방정식으로 주위성의 궤도가 일반적인 타원이고 위성 간 상대거리가 충분히 가깝다고 가정한다. 최적화 조건으로부터 상태벡터와 라그랑지 곱수로 이루어진 연립 미분방정식이 만들어 지는데, 이 식은 힐스 방정식에 기인한 선형부분과 2차 비선형항에 기인한 섭동부분으로 나뉜다. 이 때, 이 연립미분방정식의 해는 선형부분의 해와 섭동으로 인한 변화량의 합으로 근사할 수 있으며 그 변화량은 섭동이론을 적용하여 얻을 수 있다. 이와 같이 얻어진 해는 여러 섭동의 비선형항을 2차까지 포함한 상대운동방정식을 사용했기 때문에, 기존 선형상대운동방정식을 사용하여 구한 최적해 보다 더 정확한 결과를 얻을 것이라 예상한다.