• 제목/요약/키워드: 비선형 계획

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비선형계획법을 이용한 건물의 외피최적화 방법 (A Study on the Optimization Method of Building Envelope using Non-linear Programming)

  • 원종서;이경회
    • KIEAE Journal
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    • 제3권2호
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    • pp.17-24
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    • 2003
  • The purpose of this study is to present rational methods of multi-criteria optimization of the envelope of buildings. The object is to determine the optimum R-value of the envelope of a building, based on the following criteria: minimum building costs (including the cost of materials and construction) and yearly heating costs. Mathematical model described heat losses and gains in a building during the heating season. It takes into consideration heat losses through wall, roof, floor and windows. Particular attention was paid to have a more detailed description of heat gains due to solar radiation. On the assumption that shape of building is rectangle in order to solve the problem, optimum R-value of the envelope of a building is determined by using non-linear programing methods(Kuhn-Tucker Conditions). The results constitute information for designers on the optimum R-value of a building envelope for energy saving buildings.

다층 대공방어 체계의 신뢰도 향상을 위한 네트워크 모델 기반의 최적 투자 계획 모델 (An Optimal Investment Planning Model for Improving the Reliability of Layered Air Defense System based on a Network Model)

  • 이진호;정석문
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제26권3호
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    • pp.105-113
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    • 2017
  • 본 연구는 대공위협에 대한 생존성 향상을 위한 다층 대공방어 체계의 최적 투자 계획 모델을 고려한다. 최적화 모델 수립을 위해 다층 대공방어 체계를 네트워크 모델로 표현하고, 가용 예산이 제한되어 있는 상황 하에서 대응실패 확률을 최소화하기 위해 각 방어무기에 대하여 투자여부를 결정하는 모델과 연속적인 투자가 가능한 모델을 각각 제시한다. 비선형 형태의 목적함수를 로그함수를 통해 선형화하였으며, 제시된 최종 모델의 해법으로서 동적계획법 알고리즘과 선형계획법을 제안한다. 가상의 다층 대공 방어 상황을 설정한 후, 두 가지의 최적화 모델에 대한 최적해를 도출하고 그 결과를 분석하였다. 이는 다층 대공방어 체계의 신뢰도 향상을 위한 효과적인 투자 계획 수립의 필요성 및 접근방법을 제시한다.

혼합정수선형계획법을 이용한 다수 이종 근접 방어 시스템의 최적 무장 할당 (Optimal Weapon-Target Assignment of Multiple Dissimilar Closed-In Weapon Systems Using Mixed Integer Linear Programming)

  • 노희건;오영재;탁민제;정영란
    • 한국항공우주학회지
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    • 제47권11호
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    • pp.787-794
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    • 2019
  • 본 논문에서는 다수 이종 근접 방어 시스템(Closed-In Weapon System, CIWS)의 최적 무장 할당 문제를 제시하고, 이를 혼합정수선형계획법(Mixed Integer Linear Programming, MILP)으로 변형해 해결하는 기법을 제안한다. 일반적인 무장 할당 문제의 경우 다양한 경우의 수를 고려해야하기 때문에 계산 시간이 기하급수적으로 증가하는 경우가 잦다. 하지만 주어진 문제를 MILP와 같은 혼합정수 최적화 문제로 변형하면 준실시간 내에 전역 최적해를 찾을 수 있다. 본 논문에서는 다수 위협이 각각 다른 시점에 다른 방향에서 방어 자산을 공격하는 상황을 고려한다. 또한, 제원이 다른 다수 CIWS를 동시 운용하는 경우를 추가로 고려한다. 본 논문에서는 이와 같은 문제 상황을 비선형 혼합정수계획 문제로 정식화하고, 이를 MILP로 변형하는 기법을 제시하였다. 또한, 이를 상용 최적화 프로그램으로 구현해 최적화 성능을 검증하였다.

비선형 와류 보정 기법을 이용한 풍력 블레이드의 요에러시 공력 해석 (Aerodynamic Analysis of HAWTs in Yaw Conditions using Nonlinear Vortex Correction Method)

  • 김호건;이수갑
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.61.1-61.1
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    • 2011
  • 풍력 터빈은 복잡한 바람 조건에 노출되어 운용 되는 시스템으로서 경제성과 신뢰성을 확보하기 위해서는 이러한 조건하에서 시스템에 작용하는 정확한 공력 하중 예측이 필요하다. 여러 조건 중에서도 요에러는 풍향이 수시로 바뀌기 때문에 피할 수 없는 비정상 유동 중에 하나이다. 본 연구에서는 이러한 요에러 발생시 공력 하중예측을 적절히 예측하기 위해서 와류 격자 기법을 기반으로 하는 비선형 와류 보정기법을 적용하였다. 비선형 와류 보정기법은 실속 이후의 공력 예측을 위해 기지의 공력 테이블을 이용하는 방법으로서 실속 이후의 공력 테이블 값의 양력과 와류 격자 기법에서의 양력 값이 일치하도록 순환(circulation)을 분포시키는 기법이다. 또한 요에러시에 발생할 수 있는 동적 실속을 계산하기 위해 Beddoes-Leishmen 동적 실속 모델을 비선형 와류 보정 기법에 적용하는 연구를 수행하였다. 요에러시 공력 하중 예측에 관한 수치해석 기법 연구의 적절성을 알아보기 위해 NREL-Phase VI Rotor 실험 결과와 비교 하였다. 그 결과 기존의 여타의 기법들과 비교하여 본 연구에서 제안한 기법의 적절성을 확인 할 수 있었다. 앞으로 본 연구를 바탕으로 다양한 비정상 공력 조건에 대한 풍력 블레이드의 공력 하중 해석에 대해 수행할 계획이다.

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전력수급기본계획 수립을 위한 발송전 전력설비의 최적구성 방안 분석 (Analysis of Optimal Long-term Planning for Korea Power Systems)

  • 류헌수;조강욱;김태훈;이조련
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2008년도 추계학술대회 논문집 전력기술부문
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    • pp.214-216
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    • 2008
  • 현재 전력수급기본계획은 전국을 한일권으로 하여 발전계획을 수립하고 송변전설비계획을 수립하고 있다. 그러나 발전설비와 송변전설비는 하나의 망으로 연결되어 상호 보완적 영향을 주기 때문에 수급계획시 두 설비를 동시에 평가하는 것이 무엇보다 중요하다. 본 논문에서는 혼합정수형 선형계획법(MIP)을 이용하여 발송전 전력설비를 통합적으로 최적 구성할 수 있는 방안에 대하여 분석하였다. 전력수급기본계획 수립시 제출된 건설의향설비에 대해 송변전설비와 통합하여 적정 예비율을 갖는 최적설비 구성방안을 수립하고, 이때의 설비투자비와 운전비를 분석하였다.

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통행배정-노선계획 통합 모형을 위한 선형 근사화 알고리듬 개발 (An Iterative Linear Approximation Algorithm for a Unified Model of Traffic Assignment and Line Planning in Railway Networks)

  • 박범환
    • 한국철도학회논문집
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    • 제17권2호
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    • pp.140-147
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    • 2014
  • 노선 계획이란 열차종별 수요를 만족하는 최적의 열차 운행 횟수를 결정하는 단계를 말한다. 이러한 노선계획의 주요 입력자료는 통행배정 모형으로부터 산출된 열차종별 구간 통행량이다. 그러나 대부분의 통행배정 모형 또한 노선계획을 통해 구한 열차 운행 횟수 혹은 시격을 입력요소로 요구하므로, 수요예측(통행배정)-노선계획의 단계적 접근은 두 계획간의 상호 모순을 초래하여 부정확한 열차종별 수요 및 노선계획을 도출할 수 있다. 본 연구는 이 두 가지 문제를 통합적으로 고려할 수 있는 최적화 모형과 이에 대한 선형 근사해법을 제시하고, 전체 한국 철도 네트워크에 적용한 실험결과를 제시한다.

경제성장과 환경오염 간의 비선형동학 분석 (Nonlinear Dynamics between Economic Growth and Pollution)

  • 김지욱
    • 자원ㆍ환경경제연구
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    • 제15권3호
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    • pp.405-423
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    • 2006
  • 본 연구는 자본과 노동의 요소투입물 증가가 환경오염의 증가를 유발하고 기술축적자체도 환경오염을 유발한다는 가설모형을 설정하고, 사회계획자모형과 환경오염방지활동이 이루어지지 않는 시장경제모형을 구축하여 이론모형을 도출한다. 도출된 이론모형을 이용하여 환경오염변수와 경제성장률(또는 국민소득 수준) 간에 선형이 아닌 비선형동학(nonlinear dynamics) 관계가 존재하는지를 분석하기 위하여 변수의 부드러운 곡면전환이 이루어지는 평활전이자기회귀모형(Smooth Transition Autoregressive : STAR)을 사용하였다. 서울시 산업생산지수와 대기오염도를 이용한 실증분석에서 경제성장률과 환경오염변수 간에 비선형 동태적인 관계와 비선형 그랜저 인과관계가 존재하는 것으로 나타나 서울지역에서의 환경쿠즈네츠곡선가설이 성립하고 있음을 간접적으로 확인하였다. 그러나 그 해석에는 한계가 있음을 지적하였다.

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로터 트랙 발란스(RTB) 파라미터 최적화를 위한 비선형 모델링 및 GA 기법 적용 연구 (Study on the Optimal Selection of Rotor Track and Balance Parameters using Non-linear Response Models and Genetic Algorithm)

  • 이성한;김창주;정성남;유영현;김외철
    • 한국항공우주학회지
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    • 제44권11호
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    • pp.989-996
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    • 2016
  • 본 연구는 비선형 응답모델과 실수기반의 혼합형 유전자 알고리즘을 적용하여 로터의 트?-발란스(RTB) 기법을 개발하는 데 목적이 있다. 트?-발란스 조절 파라미터의 변화에 따른 트림해석 결과를 이용하여 2차의 근사함수를 이용하는 비선형 응답모델을 개발하였다. 트?편차와 기체의 진동응답을 최소화하기 위해 균형추 무게, 트림 탭(Trim Tab) 및 피치링크 길이를 최적화하기 위한 비선형계획 문제를 정식화하였다. 정식화 결과는 수렴성 향상을 위해 군집최적화 기법을 실변수기반의 유전자 알고리즘에 통합한 혼합형 유전자 기법을 사용함으로써 효율적인 해석이 가능하였다. 비선형 모델을 이용한 본 연구의 방법을 선형모델의 결과와 비교하여 본 연구의 방법을 검증하였으며 비선형모델을 사용하는 경우 선형모델의 결과보다 향상된 응답특성을 계산할 수 있음을 밝혔다.

제품 포트폴리오 문제의 원가 이익률 알고리즘 (Algorithm for Profit per Cost Ratio of Product Portfolio Problem)

  • 이상운
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제23권3호
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    • pp.139-143
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    • 2023
  • 제품 포트폴리오 문제(PPP)는 n개 제품 들 중에서 최대 이익을 창출하도록 특정 제품의 생산량을 결정하는 최적화 문제이다. 이러한 최적화 문제를 풀 수 있는 유일한 방법으로 선형계획법(LP)이 알려져 있다. 선형계획법은 n개의 선형함수를 최적화시키는 문제로 LINGO나 엑셀 해결사 등을 활용하는 실정이다. 본 논문은 제품 원가 대비 이익 비율인 CPR 개념을 도입하여 CPR 내림차순으로 정렬한 후, 최대 CPR 제품부터 허용된 최대 생산량을 실제 생산량으로 수기 식으로 결정하는 단순한 알고리즘을 제안하였다. 6개의 실험 데이터에 제안된 알고리즘을 적용한 결과 선형계획법에 비해 보다 정확한 결과를 얻을 수 있음을 보였다.

최적화 기법에 의한 인체 하지 근골격 시스템의 최적제어 모델 개발 (An optimization approach for the optimal control model of human lower extremity musculoskeletal system)

  • 김선필
    • 한국산업정보학회논문지
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    • 제10권4호
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    • pp.54-64
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    • 2005
  • 인체 하지 근골격 시스템의 수학적 모델에 대해 최적제어 기법을 이용하여 최대 높이뛰기 운동을 재현하였다. 근육의 비선형 동적특성에 의해 순동역학 접근방법을 사용하였으며 최적제어는 최적화 프로그램인 마이크로 유전알고리즘과 VF02 비선형 최적화 프로그램을 적용하였다. 최대 높이뛰기 운동을 위한 근골격 모델에서 유전알고리즘만으로는 최적해를 얻을 수가 없었다. 유전알고리즘의 해를 비선형 최적화 프로그램의 초기 예측값으로 하여 도약시간에 따른 최적의 운동 신경자극도를 결정하였다. 이러한 접근방법은 초기의 인위적 예측값 없이 최대높이뛰기 운동에 대한 전역해를 제공하였다.

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