• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제17권4호통권77호
• /
• pp.385-394
• /
• 2005

본 논문은 유전자알고리즘과 퍼지이론에 근거한 개선된 퍼지-유전자알고리즘에 의한 이산화 최적설계 프로그램을 개발하였다. 본 연구의 최적설계는 평면 및 입체 강구조물의 단면, 형상 최적설계가 동시에 수행된다. 본 연구에서 목적함수는 강구조물의 중량이고, 제약조건식은 설계 및 좌굴강도, 변위 및 부재단면의 두께에 대한 설계제한식이다. 설계변수는 철골부재 단면의 치수와 절점좌표이다. 그리고 본 연구의 개선된 퍼지-유전자 알고리즘에 의한 이산화 최적설계 프로그램의 적용을 위해 설계 예를 들었다.

• 한국공간구조학회논문집
• /
• 제5권4호
• /
• pp.61-70
• /
• 2005

본 논문은 SUMT와 유전자알고리즘을 근거한 연속 및 이산최적설계 알고리즘에 의한 최적설계 프로그램을 개발하였다. 본 연구의 최적설계는 단동온실 구조물의 단면 연속 및 이산 최적설계가 각각 동시에 수행된다. 본 연구에서 목적함수는 구조물의 중량이고, 제약조건식은 한계상태설계기준에 대한 설계 제한식이다. 설계변수는 원형단면의 직경과 두께이다. 그리고 본 연구의 SUMT 및 유전자 알고리즘에 의한 연속 및 이산화 최적설계 프로그램의 적용을 위해 설계 예를 들었다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제13권5호
• /
• pp.577-586
• /
• 2001

이 연구에서는 다 셀계수변수와 다 제약조건으로 구성된 단면 및 시스템 형상을 동시에 고려하는 입체 트러스의 이산화 최적설계 문제를 유전자 알고리즘을 이용하여 체계화하였다. 또한 유전자 알고리즘의 적용방법을 초기화절차 진화적 절차 그리고 유전적 절차로 구성하였다. 초기화 절차에서는 한 세대의 개체 수만큼 염색체를 생성하고 진화적 절차는 구조해석의 결과를 분석하여 적합도를 계산하였다. 그리고 유전적 절차는 복제와 교배 및 돌연변이를 통하여 다음 세대의 유전자를 생성하게 된다. 이렇게 진화적 절차와 유전적 절차를 반복 수행하여 최적 해를 탐색한다. 이 연구에서는 설계자가 궁극적 목표로 하는 구조물의 구조 해석과 단면 및 시스템 형상 최적설계를 동시에 수행할 수 있는 이산화 최적설계 프로그램을 개발하고 설계 예를 들어 비교 고찰하였다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제13권6호
• /
• pp.673-681
• /
• 2001

본 연구에서는 다설계 변수와 다제약 조건으로 구성된 단면, 형상 및 위상을 동시에 고려하는 구조물의 이산화 최적설계문제를 유전자알고리즘을 이용하여 체계화하였다. 본 연구에서는 유전자알고리즘의 적용방법을 초기화절차, 진화적 절차 그리고 유전적 절차로 구성하였다. 초기화절차에서는 한 세대의 개체 수만큼 염색체를 생성하고 진화적 절차는 구조해석의 결과를 분석하여 적합도를 계산하였다. 그리고 유전적 절차는 번식과 교배 및 돌연변이를 통하여 다음세대의 유전자를 생성하게된다. 이렇게 진화적 절차와 유전적 절차를 반복 수행하여 최적 해를 탐색한다. 본 연구에서는 설계자가 궁극적 목표로 하는 구조물의 응력 해석과 단면, 형상 및 위상최적설계를 동시에 수행할 수 있는 이산화 최적설계프로그램을 개발하고, 설계 예를 들어 비교 고찰하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제15권3호
• /
• pp.453-462
• /
• 2002

건설공사의 설계와 시공에서 표준화된 이산형 강재단면을 이용하고 있으나, 대부분의 최적화기법에서는 표준강재단면을 사용하기 위해 별도의 이산화 과정을 가지게 되므로 설계결과의 최적성을 보장할 수 없다. 따라서, 본 논문에서는 제안된 알고리즘의 효율성을 높이기 위해 전체구조계와 구조요소계로 나누는 다단계 알고리즘을 적용하였다 수치해석 과정의 효율성과 최적해의 정확성을 예제를 통하여 비교·검토하였다.

• 전산구조공학
• /
• 제15권1호
• /
• pp.81-89
• /
• 2002

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제9권1호
• /
• pp.259-269
• /
• 2005

본 연구에서는 철근콘크리트 연속보의 이산최적설계를 수행하기 위해서 유전알고리즘을 적용하였다. 콘크리트, 거푸집, 주철근 및 스터럽의 경비를 포함한 경비 최소화를 목적함수로 하였고, 제약조건으로는 휨강도와 전단강도, 처짐, 균열, 철근간격, 피복두께, 철근비 상 하한치 및 단면형상에 대한 기하학적 제약조건과 더불어 주철근의 정착을 고려하였다. 보의 폭과 유효깊이, 철근량을 설계변수로 취하였으며, 설계변수 값은 실무에서 사용되는 단면치수와 철근량을 데이터베이스화한 이산집합으로부터 선택되도록 하였다. GA의 신뢰성을 검증하기 위해서 이산변수로 철근콘크리트보에 대한 최적설계를 수행한 기존 문헌과 그 결과값을 비교 검토하였으며, GA의 적용성 및 효율성을 보이기 위하여 국내 구조설계기준을 만족하는 3경간 및 5경간 철근콘크리트보에 대해 이산최적설계를 수행하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제35권7호
• /
• pp.821-826
• /
• 2011

CAE 기반 구조최적설계법인 위상최적설계와 형상최적설계를 크레인의 경량화에 적용하였다. 붐은 단면 형상을 설계 변수로 변화시키면서 질량의 최소화를 최적설계의 목적함수로 하고 붐의 정적강도와 동적강성이 초기 모델의 성능에 비해서 저하되지 않아야 한다는 제한조건을 설정하였다. 구조해석 및 최적설계는 상용소프트웨어인 Hyperworks를 이용하여 수행하였으며 붐의 단면 형상의 변형에 따르는 요소망의 변동은 모핑 기능을 사용하여 수치 안정성을 확보하였다. 붐의 지지부는 초기 모델을 단순화시킨 설계 영역을 설정하고 이를 삼차원 솔리드 요소로 이산화한 후 위상최적설계를 수행하였다. 최적설계 결과 시스템의 전체 동적, 정적 강성을 저하시키지 않은 채로 붐은 19%, 지지부는 17% 경량화시킬 수 있었다.

• 한국공간구조학회논문집
• /
• 제4권2호
• /
• pp.89-97
• /
• 2004

최적설계기법을 사용한 경제적인 설계의 필요성은 오래 전부터 요구되어 왔으나, 종전의 설계가 설계자의 경험에 의한 시행착오적인 반복설계를 통하여 이루어져 왔기 때문에 구조물의 형상이 복잡한 경우에는 계산상의 어려움과 반복계산을 되풀이해야 하는 번거로움으로 진정한 최적설계는 기대하기 어려웠다. 최적설계법이 구조물의 설계에 매우 유용하다는 사실이 증명되고 있긴 하지만, 아직도 최적설계의 의미를 제대로 이해하지 못하고 있는 실정이며, 더구나 설계실무자는 어디까지나 사용자이기 때문에 수리적 계획수법에 친숙할 필요까지는 없지만 최소한 이런 기법의 가능성과 중요성을 이해할 필요는 있는데 대부분 그러하지 못하고 있는 실정이다. 일반적으로 트러스 구조물 설계 시 주어진 부재의 응력에 따라 단면적을 산출하여 그 단면적에 역학적으로 가장 합리적인 단면을 선정하여 경제적인 설계단면을 구한다. 그러나 트러스의 형상, 트러스 높이에 따른 경제성의 문제는 보통 설계자의 경험과 직관에 의하여 결정되고, 특별한 검토가 이루어지지 않고 설계가 수행되는데, 실제 트러스 구조물에서 트러스의 형상과 높이가 전체 건설공사비에 크게 영향을 미친다. 그러므로, 트러스 구조물의 최적설계에서 트러스 형상, 라이즈 비(rise ratio : 높이/스팬) 및 격간 수(number of panel)를 고려하는 것이 필요하다. 트러스 형상과 스팬에 따른 최적형상과 최적높이 및 격간 수에 대해 설계자의 초기 구조계획 시 주관적 선택의 어려움을 해결하고, 실제의 지붕형 트러스 구조에 설계하중을 작용시켜 응력해석에서부터 부재 단면설계까지의 자동화된 최적설계 알고리즘을 개발할 필요가 있다. 따라서 본 연구는 플랫 트러스의 형상, 격간 수, 격간의 간격 및 부재단면 등에 대하여 이산적인 변수의 처리와 넓은 설계 공간의 탐색능력과 더불어 문제의 비선형성과 관계없이 전체 최적해를 찾아낼 수 있는 유전자 알고리즘을 이용한다. 또한, 강 구조 한계상태설계기준(대한건축학회, 1998)을 기준으로 하여 자동으로 플랫 트러스의 구조계획과 단면이산화 최적설계를 동시에 수행할 수 있는 최적화 알고리즘을 제시하는 것을 목적으로 한다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제32권6호
• /
• pp.383-390
• /
• 2019

본 논문에서는 AISC 표준 단면을 설계 변수로 하는 캔틸레버 타입 헬리데크 모델의 유전 알고리즘 최적설계를 소개한다. AISC 표준 단면을 단면 형상별로 분류하고 단면적 순으로 정렬한 후 정수 단면 번호를 부여하여 설계 변수로 최적설계를 수행하였다. 이 과정을 통하여 이산화된 설계 변수를 가지는 최적설계 문제를 해결하기 위해 유전 알고리즘을 적용하였다. 또한, 제약조건으로 허용응력 및 허용응력비 검사 조건을 모두 고려하여 구조물의 구조 안정성을 고려한 설계를 수행하였다. 최적설계 과정중 매 반복계산 마다 수행되는 구조 해석 시간을 단축시키기 위해 선형 중첩법을 사용하였고, 이를 통해 구조해석 시간을 약 75% 감소시킬 수 있었다. 또한 헬리데크 최적설계의 경량 효과를 높이기 위해 부재 그룹 세분화를 하였고, 그 결과를 선행 연구 모델, 기존의 부재 그룹 모델과 비교하였다. 그 결과 선행연구 대비 약 30톤의 부재를 절감할 수 있었으며, 구조적으로도 보다 안전한 헬리데크 설계를 얻을 수 있었다.