• 한국항공우주학회지
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• 제31권5호
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• pp.55-62
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• 2003

복합재료 구조물의 동적 접촉 문제를 효율적으로 해석하기 위하여 부영역과 공유면에 기반을 둔 변분 정식화 과정을 제안하였다. 벌칙 함수법을 이용하여 접촉면에서의 부등식 구속 조건은 물론, 유한요소 부영역과 공유면의 연결을 위한 등식 적합 조건까지 만족하게 하였다. 이에 따라 구조 형상이 복잡한 경우라도 공유면에서의 절점 연속성을 별도로 고려하지 않고 전체 영역긍 분할한 후, 분할된 부영역별로 독립적인 유한요소로 모델링하여 필요한 수치 연산을 수행할 수 있다. 개발된 컴퓨터 코드를 이용한 수치 해석을 통하여 제안된 정식화에 대한 여러 특성을 고찰하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권11호
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• pp.7-14
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• 2005

접촉 현상을 포함하는 완전 연계된 열기계학적 문제에 대한 정확하고 효율적인 해석을 위하여 부영역과 공유면에 근거한 유한요소 정식화 기법을 제안하였다. 부영역과 공유면을 결합하기 위한 등식 적합 조건을 벌칙 함수로 처리함으로써 모든 유효 강성 행렬이 양정치화되며, 역행렬과 같은 각종 수치 연산이 매우 간편하다. 또한 전체 구조 형상이 복잡하더라도 대상 영역을 임의의 부영역으로 분할한 후, 공유면에서의 절점 연속성 등을 고려하지 않고 각 부영역을 독립적으로 유한요소 모델링할 수 있다. 컴퓨터 코드의 개발 및 수치 예제의 해석을 통하여 본 기법에 대한 기본적인 특성을 확인하였다.

• 대한건축학회논문집:구조계
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• 제33권12호
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• pp.53-62
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• 2017

Many gradient-based mathematical methods have been developed and are in use for structural size optimization problems, in which the cross-sectional areas or sizing variables are usually assumed to be continuous. In most practical structural engineering design problems, however, the design variables are discrete. The main objective of this paper is to propose an efficient optimization method for structures with discrete-sized variables based on the harmony search (HS) meta-heuristic algorithm that is derived using penalty function. The recently developed HS algorithm was conceptualized using the musical process of searching for a perfect state of harmony. It uses a stochastic random search instead of a gradient search so that derivative information is unnecessary. In this paper, a discrete search strategy using the HS algorithm with a static penalty function is presented in detail and its applicability using several standard truss examples is discussed. The numerical results reveal that the HS algorithm with the static penalty function proposed in this study is a powerful search and design optimization technique for structures with discrete-sized members.

• Journal of the Korean Data and Information Science Society
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• 제28권6호
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• pp.1257-1260
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• 2017

최근 1인 가구가 급격히 증가하고 있으며, 그 증가의 원인 중 하나는 독거노인 수의 증가이다. 이러한 거주형태 변화는 필연적으로 정책적인 변화를 요구하므로 1인 가구의 공간적인 분포를 파악하는 것은 중요한 문제로 볼 수 있다. 또한 공간적인 군집이 나타나게 된 요인들에 대해 이해하는 것은 효율적인 정책 수립에 유리 할 것이다. 본 연구에서는 사회경제적인 불평등을 반영하는 박탈지수 (deprivation index)를 설명변수로 고려하면서 1인 가구와 저소득 독거노인에 대한 공간 군집 탐색을 하였다. 이를 위해서 fused lasso를 이용한 공간 군집 탐색방법이 사용되었다. 이 방법을 통하여 낮은 사회경제적 수준이 l인가구와 저소득 독거노인의 수에 얼마나 영향을 미치는지 확인하고, 박탈정도의 효과가 보정된 공간군집을 살펴보았다. 또한 정수형 자료에서 벌칙가능도함수를 이용한 공간 군집 탐색을 할 수 있도록 구현된 R패키지의 사용법을 자세히 소개하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.43-46
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• 2009

열탄성 부영역, 열탄점소성/손상 부영역, 공유면, 접촉 공유면에 기반을 둔 영역/경계 분할법을 적용하여 재료 비선형성을 갖는 열탄점소성 손상 문제와 경계 비선형성을 갖는 접촉 문제의 효율적인 해석을 제안하였다. 영역 및 경계 분할에 관련된 공유면 및 접촉 공유면에서의 연속 구속 조건을 처리하기 위하여 간단한 벌칙 함수 기법을 적용하였다. 결과적으로 재료 및 경계 비선형성은 소수의 부영역과 접촉 경계면에서 계산되는 유한요소 행렬들에 국한된다. 따라서 적절한 해석 알고리듬을 구성하면 대폭적인 효율성 향상이 가능하게 된다. 대변형과 같은 기하학적 비선형성은 고려하지 않았으며, 간단한 수치 실험을 통해서 열탄점소성 손상 및 접촉 해석의 효율성에 관련된 기본적인 특성을 분석하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.72-75
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• 2010

본 논문에서는 열탄점소성 손상과 접촉 문제의 효율적인 해석을 위하여 적응성 영역/경계 분할법을 제안하였다. 적응성 영역/경계 분할법은 시간 증분 또는 반복 기법 단계에서 열탄점소성 손상과 같은 재료 비선형성을 감안하여 부영역을 재설정하며, 접촉에 따른 경계 비선형성은 경계면을 통하여 부영역으로부터 독립적으로 분할한다. 분할된 각각의 부영역과 경계면을 기준으로 유한요소 정식화를 수행하며, 공유면 및 접촉 공유면의 연속 구속 조건을 처리하기 위하여 벌칙 함수 기법을 적용하였다. 결과적으로 재료 및 경계 비선형성은 일부 부영역과 접촉 경계면에서 계산되는 유한요소 행렬에 국한된다. 수치 실험을 통하여 적응성 해석 알고리듬의 기본적인 특성과 효율성 향상에 대하여 분석하였다.

• 한국농공학회지
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• 제36권2호
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• pp.111-122
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• 1994

In this study, an algorithm which can be applied to the optimum design of simple steel plate girders was developed, and efficient optimization strategies for the solution of algorithm were found out. The optimum design algorithm consists of 3-levels of optimization. In the first and second levels of optimization, the absolute maximum bending moment and shearing force are extracted and in the third level of optimization, the optimum cross section of steel plate girder is determined. For the optimum design of cross section, the objective function is formulated as the total area of cross section and constraints are derived in consideration of the various stresses and the minimum dimension of flange and web based on the part of steel bridge in the Korea standard code of road bridge. Sequential unconstrained minimization technique using the exterior penalty function method(SUMT-EP), sequential linear programming(SLP) and sequential quadratic programming (SQP) are proved to be efficient and robust strategies for the optimum design of simple plate girder cross section. From the reliable point of view, SLP is the most efficient and robust strategy and SQP is the most efficient one from the viewpoint of converguency and computing time.

• 대한기계학회논문집A
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• 제25권6호
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• pp.988-995
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• 2001

Functionally graded materials(FGMs) are highlighted to be suitable for high temperature engineering due to their continuous distribution of material properties. In this paper, an optimal design is executed for determining the optimal material volume distribution pattern that minimizes the steady-state thermal stress of FGM heat-resisting composites. The interior penalty function method and the golden section method are employed as optimization techniques while the finite element method is used for thermal stress analysis. Through numerical simulations we suggest the volume fraction distributions that considerably improve initial thermal stress distributions.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권2호통권69호
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• pp.201-213
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• 2004

본 논문에서는 유전자 알고리즘과 보-기둥 접합부, 부재, 그리고 구조물 전체의 재료 및 기하학적 비선형 거동을 고려할 수 있는 개선소성힌지해석 방법을 접목시킨 평면 반강접 강골조 구조물의 최적설계법을 제안하였다. 개선소성힌지해석에서는 강골조 구조물의 기하학적 비선형성을 고려하기 위해 보-기둥 요소의 안정함수를 사용하였으며, 재료적 비선형성을 고려하기 위해 잔류응력, 소성힌지, 반강접 접합부 그리고 기하학적 불완전성 등에 의한 점진적인 강성감소모델을 사용하였다. 최적설계시 마이크로 유전자 알고리즘과 재생산을 위한 개체 선택 도구로 토너먼트 선택방법을 사용하였으며, 적합도 함수는 목적함수 및 벌칙함수로 나타낸 무제약 함수값의 조합으로 구성하였다. 목적함수로는 구조물의 중량을, 제약조건으로는 하중-저항능력, 사용성, 연성도, 그리고 시공성에 관한 기준을 사용하였다. 강접 및 반강접 접합부를 갖는 강골조 구조물의 최적설계결과의 비교를 통해 본 연구에서 제시한 방법의 적합성을 검증하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제14권3호
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• pp.89-97
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• 1997

A genetic algorithm (GA) is a stochastic direct search strategy that mimics the process of genetic evolution. The GA applied herein works on a population of structural designs at any one time, and uses a structured information exchange based on the principles of natural selection and wurvival of the fittest to recombine the most desirable features of the designs over a sequence of generations until the process converges to a "maximum fitness" design. Principles of genetics are adapted into a search procedure for structural optimization. The methods consist of three genetics operations mainly named selection, cross- over and mutation. In this study, a method of finding the optimum topology of truss/beam structure is pro- posed by using the GA. In order to use GA in the optimum topology problem, chromosomes to FEM elements are assigned, and a penalty function is used to include constraints into fitness function. The results show that the GA has the potential to be an effective tool for the optimal design of structures accounting for sizing, geometrical and topological variables.variables.