• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.689-692
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• 2011

본 논문에서는 해양작업 상태의 하중조건을 고려한 부유식 원유생산 저장 하역 장치에 설치된 라이져 보강구조의 강도설계에 관련하여 다양한 근사화 기법 기반 설계 최적화 및 그 성능을 비교하고자 한다. 설계 최적화 문제는 하중조건별 구조강도의 제한조건 하에서 중량을 최소화하여 설계변수인 구조 부재치수가 결정되도록 정식화 된다. 비교 연구를 위해 사용된 근사화 기법은 반응표면법 기반 순차적 근사최적화(RBSAO), 크리깅 기반 순차적 근사최적화(KBSAO), 그리고 개선된 이동최소자승법(MLSM) 기반 근사최적화 기법인 CF-MLSM와 Post-MLSM이다. 본 연구에 적용한 MLSM 기반 근사최적화 기법들은 제한조건의 가용성을 보장할 수 있도록 새롭게 개발되었다. 다양한 근사화 모델 기반 설계 최적화 기법에 의한 결과는 설계 해의 개선 및 수렴속도 등의 수치적 성능을 기준으로 실제 비근사 설계최적화 결과와 비교검토 하였다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.24 no.5
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• pp.543-551
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• 2011

The paper deals with the comparative study of design optimization based on various approximation techniques in strength design of riser support structure installed on floating production storage and offloading unit(FPSO) using offshore operation loading conditions. The design optimization problem is formulated such that structural member sizing variables are determined by minimizing the weight of riser support structure subject to the constraints of structural strength in terms of loading conditions. The approximation techniques used in the comparative study are response surface method based sequential approximate optimization(RBSAO), Kriging based sequential approximate optimization(KBSAO), and the enhanced moving least squares method(MLSM) based approximate optimization such as CF(constraint feasible)-MLSM and Post-MLSM. Commercial process integration and design optimization(PIDO) tools are employed for the applications of RBSAO and KBSAO. The enhanced MLSM based approximate optimization techniques are newly developed to ensure the constraint feasibility. In the context of numerical performances such as design solution and computational cost, the solution results from approximate techniques based design optimization are compared to actual non-approximate design optimization.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.34 no.11
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• pp.1603-1611
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• 2010

The comparative study of regression-model-based approximate optimization techniques used in the strength design of an automotive knuckle component that will be under bump and brake loading conditions is carried out. The design problem is formulated such that the cross-sectional sizing variables are determined by minimizing the weight of the knuckle component that is subjected to stresses, deformations, and vibration frequency constraints. The techniques used in the comparative study are sequential approximate optimization (SAO), sequential two-point diagonal quadratic approximate optimization (STDQAO), and approximate optimization based on enhanced moving least squares method (MLSM), such as CF (constraint feasible)-MLSM and Post-MLSM. Commercial process integration and design optimization (PIDO) tools are utilized for the application of SAO and STDQAO. The enhanced MLSM-based approximate optimization techniques are newly developed to ensure constraint feasibility. The results of the approximate optimization techniques are compared with those of actual non-approximate optimization to evaluate their numerical performances.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.788-789
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• 2015

본 논문에서는 사이클로트론 전자석의 설계과정을 체계화하고, 자기장 최적화 과정을 순차적 근사화 기법을 이용하여 설계를 진행하였다. 설계하는 전자석은 방사성동위원소생산을 목적으로하는 PET(Positron Emission Tomography) 사이클로트론 이며, 크기를 줄이고 동위원소의 효율적인 생산을 위해 에너지대역은 10MeV로 선정하였다. 설계과정은 실험계획법 중 하나인 LHS(Latin Hypercube Sampling) 기법을 통해 샘플 데이터를 구성하고, 이를 바탕으로 크리깅을 이용해 근사모델을 구성한다. 근사 모델과 진화 알고리즘을 이용해 목적에 맞는 최적의 형상을 찾을 수 있다. 이러한 과정을 반복함으로써 점진적으로 목적에 부합하는 형상을 찾을 수 있다. 각각의 형상의 성능을 판단하는 목적함수를 단계별로 규칙을 정함으로써 결과의 신뢰도를 높인다. 이로써 시간적 효율을 증대시키고 전문지식이 부족한 설계자도 고성능의 형상을 얻을 수 있다. 최적화과정은 STEP1과 STEP2로 나누어 진행되며, STEP1에서는 초기사이클로트론 전자석을 설계하고, 자기장 최적화를 진행한다. STEP2에서는 빔 시뮬레이션 및 분석을 통하여 최적화를 진행하고, 최종적으로 전자석모델을 완성한다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.38 no.6
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• pp.557-563
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• 2010

This paper addresses the issue of adaptive global optimization using Kriging metamodel known as EGO(Efficient Global Optimization). The algorithm adaptively chooses where to generate subsequent samples based on an explicit trade-off between reduction of global uncertainty and exploration of the region of the interest. A strategy that saves the computational cost by using expectations derived from probabilistic nature of approximate model is proposed. At every iteration, a candidate test point that seems to be feasible/inactive or has little possibility to improve for minimum is identified and excluded from updating approximate models. By doing that the computational cost is saved without loss of accuracy.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.14 no.2
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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.

• Computational Structural Engineering
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• v.11 no.4
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• pp.267-274
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• 1998

본 연구에서는 기지개와 미시구멍으로 구성된 복합재료에 입자보강 복합재료의 등가 재료상수 예측기법인 평균장 근사이론과 등가원리를 적용하여 위상 최적화에 필요한 등가 재료상수와 설계변수와의 상관관계식을 유도하였다. 또한, 유도된 관계식에 중간값을 갖는 설계변수의 수를 줄이기 위하여 벌칙인자를 도입하였다. 그리고 본 연구의 타당성을 검증하기 위하여 벌칙인자가 도입된 위상 최적화문제를 순차이차계획법인 PLBA 알고리즘을 이용하여 해석하였다.

• Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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• v.52 no.3
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• pp.19-24
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• 2015

We introduce an optimization of the number of base station antennas in massive multiple-input multiple-output (MIMO) wireless powered communication network (WPCN). We use channel hardening property of massive MIMO system to approximate channel gain in terms of the number of base station antennas. Then, we find an optimal solution by partial differential and obtain a closed form solution by using Lambert-W function. The simulation results show that the approximation and the method of solving the optimization problem are reasonable, and the optimal solution of proposed scheme is almost identical to the optimal number of base station antennas by the exhaustive search method.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.34 no.1
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• pp.42-48
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• 2006

In this study, a repetitive response surface enhancement technique (RRSET) is proposed as a new system approximation method for the efficient multidisciplinary design and optimization (MDO). In order to represent the highly nonlinear behavior of the response with second order polynomials, RRSET introduces a design space transformation using stretching functions and repetitive response surface improvement. The tentative optimal point is repetitively included to the set of experimental points to better approximate the response surface of the system especially near the optimal point, hence a response surface with significantly improved accuracy can be generated with very small experimental points and system iterations. As a system optimizer, the simulated annealing, which generates a global design solution is utilized. The proposed technique is applied to several numerical examples, and demonstrates the validity and efficiency of the method. With its improved approximation accuracy, the RRSET can contribute to resolve large and complex system design problems under MDO environment.

• Journal of computational fluids engineering
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• v.6 no.2
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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.