• 제목/요약/키워드: 역복사 해석

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반발 입자 군집 최적화 알고리즘을 이용한 표면복사 물성치의 역추정에 관한 연구 (Inverse Estimation of Surface Radiation Properties Using Repulsive Particle Swarm Optimization Algorithm)

  • 이균호;김기완
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제38권9호
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    • pp.747-755
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    • 2014
  • 광자(Photon)이나 전자기파(Electromagnetic Wave) 등의 형태로 직접 열을 전달하는 특징을 가지고 있는 복사열전달은 중간 매질의 열전달 관여여부에 따라 표면복사(Surface Radiation)와 기체복사(Gas Radiation)의 형태로 구분될 수 있다. 본 연구에서는 원통 형상에서의 표면복사에 대해 미지의 복사물성치들을 역해석 방법을 이용해 역추정하였다. 이때, 효율적인 역해석을 위해 반발 입자 군집 최적화(Repulsive Particle Swarm Optimization, RPSO) 알고리즘을 역해석 기법으로 채택하였다. 이로부터 얻은 해의 수렴성과 정확도 등을 기존의 유전알고리즘(GA) 결과와 비교해 봄으로써, 표면복사 현상에 대한 역해석의 적용 가능성을 고찰하고자 하였다.

비정렬 삼각 격자를 이용한 2 차원 비직교 형상에서의 역복사 해석 (Inverse Radiation Analysis of a Two-Dimensional Irregular Geometry Using Unstructured Triangular Meshes)

  • 이경주;백승욱;김만영
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제35권6호
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    • pp.561-567
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    • 2011
  • 2 차원 비직교 형상에 대해 비정렬 삼각 격자를 이용하여 복사 열전달의 역해석을 수행하였다. 본 논문에서는 확산적으로 방사 및 반사를 하는 벽면으로 이루어진 형상 내부에 흡수 및 방사, 산란하는 매질이 채워져 있는 문제를 고려하였다. 유한체적법을 사용하여 복사전달 방정식을 계산하였고 이 때 얻은 입사복사량을 역해석의 측정 데이터로 사용하였다. 벽면의 방사율을 추정하기 위해 켤레구배법을 적용하였으며, 목적 함수를 최소화하는 과정을 통해 해를 구하였다. 측정값의 측정 오차가 추정 정확도에 미치는 영향을 살펴보았고, 비정렬 격자계의 성능을 확인하기 위해 정렬 격자계를 이용하여 얻은 결과와 비교해 보았다.

역복사 해석을 위한 혼합형 유전 알고리듬에 관한 연구 (A Study on a Hybrid Genetic Algorithm for the Analysis of Inverse Radiation)

  • 김기완;백승욱;김만영;유홍선
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제27권10호
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    • pp.1516-1523
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    • 2003
  • An inverse radiation analysis is presented for the estimation of the boundary emissivities for an absorbing, emitting, and scattering media with diffusely emitting and reflecting opaque boundaries. The finite-volume method is employed to solve the radiative transfer equation for a two-dimensional irregular geometry. A hybrid genetic algorithm is proposed for improving the efficiency of the genetic algorithm and reducing the effects of genetic parameters on the performance of the genetic algorithm. After verifying the performance of the proposed hybrid genetic algorithm, it is applied to inverse radiation analysis in estimating the wall emissivities in a two-dimensional irregular medium when the measured temperatures are given at only four data positions. The effect of measurement errors on the estimation accuracy is examined.

역복사 해석을 위한 혼합형 유전알고리즘에 관한 연구 (A Hybrid Genetic Algorithms for Inverse Radiation Analysis)

  • 김기완;백승욱;김만영
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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    • pp.1639-1644
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    • 2003
  • A hybrid genetic algorithm is developed for estimating the wall emissivities for an absorbing, emitting, and scattering media in a two-dimensional irregular geometry with diffusely emitting and reflecting opaque boundaries by minimizing an objective function, which is expressed by the sum of square errors between estimated and measured temperatures at only four data positions. The finite-volume method was employed to solve the radiative transfer equation for a two-dimensional irregular geometry. The results show that a developed hybrid genetic algorithms reduce the effect of genetic parameters on the performance of genetic algorithm and that the wall emissivities are estimated accurately without measurement errors.

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원통형상에서의 표면복사 역해석에 관한 연구 (A Study on the Inverse Analysis of Surface Radiation in a Cylindrical Enclosure)

  • 김기완;백승욱;유홍선
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제28권6호
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    • pp.705-712
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    • 2004
  • An inverse boundary analysis of surface radiation in an axisymmetric cylindrical enclosure has been conducted in this study. Net energy exchange method was used to calculate the radiative heat flux on each surface, and a hybrid genetic algorithm was adopted to minimize an objective function, which is expressed by sum of square errors between estimated and measured or desired heat fluxes on the design surface. We have examined the effects of the measurement error as well as the number of measurement points on the estimation accuracy. Furthermore, the effect of a variation in one boundary condition on the other boundary conditions was also investigated to get the same desired heat flux and temperature distribution on the design surface.

원통형상에서의 역복사 해석에 관한 연구 (A Study on the Inverse Radiation Analysis in a Cylindrical Enclosure)

  • 김기완;백승욱;유홍선
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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    • pp.1516-1521
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    • 2004
  • An inverse boundary analysis of surface radiation in an axisymmetric cylindrical enclosure has been conducted in this study. Net energy exchange method was used to calculate the radiative heat flux on each surface, and a hybrid genetic algorithm was adopted to minimize an objective function, which is expressed by sum of square errors between estimated and measured heat fluxes on the design surface. We have examined the effects of the measurement error as well as the number of measurement points on the estimation accuracy.

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역 L-형 급전구조를 갖는 광대역 마이크로 스트립 슬롯 안테나의 최적화 설계 (Optimized Design of Wideband Microstrip Slot Antenna with Reverse L-shaped Feedline)

  • 장용응;신호섭
    • 한국전자파학회:학술대회논문집
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    • 한국전자파학회 2000년도 종합학술발표회 논문집 Vol.10 No.1
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    • pp.354-358
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    • 2000
  • T-모양의 급전구조를 갖는 마이크로스트립 슬롯 안테나는 정합을 쉽게 이룰 수 있고, 대역 폭이 기존의 슬롯을 가로지르는 급전구조에 비하여 넓었다. 본 논문에서는 역 L-형 마이크로스트립 급전구조를 제안하여 FDTD(Finite Difference Time Domain)법으로 해석하여 안테나를 최적화 설계하였다. 슬롯 폭이 16 mm일 때, 전압 정재파비가 2.0 이하인 조건에서 대역폭은 2.3 GHz를 중심으로 약 48 % 정도의 광대역 특성을 얻었다. 제안된 급전구조는 기존의 슬롯 가로지르는 급전구조의 복사 저항보다 매우 낮았다. 또한 역 L-형 급전구조의 대역폭 특성을 기존의 급전구조의 슬롯릇 안테나들과 비교하였다.

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Taper 슬롯구조배열 안테나 구현 (On the implementation of Taper slot array antenna structure)

  • 이천희;김호준;곽경섭
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제13권1호
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    • pp.127-134
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    • 2014
  • 본 연구에서는 X-밴드 taper 슬롯구조 능동위상 배열 안테나를 구현하였으며, 구현한 안테나의 성능을 해석하고 측정을 통하여 분석하였다. 제작된 광대역 위상배열 안테나의 능동반사계수 및 능동복사패턴을 측정한 결과를 통하여 설계된 위상배열 안테나의 능동반사계수 및 능동복사패턴 결과와 일치함을 확인하였고, 안테나의 광대역 빔 특성을 검증하여 설계 목표에 부합하는 안테나 구조를 제안하였다.

도파관 시뮬레이터를 이용한 광대역 E-평면 넛치 위상 배열 안테나 설계 (The Design of a Wideband E-plane Phased Array Antenna using W/G Simulator)

  • 김준연;소준호;임중수
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제14권2호
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    • pp.111-118
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    • 2003
  • 넛치 안테나는 진행파형 안테나로서 공진형 안테나에 비해 광대역 특성과 넓은 빔 폭을 가지므로 광대역 위상 배열 안테나의 복사 소자로 사용되어진다. 본 논문에서는 단일 복사 소자의 해석으로 무한 배열 안테나를 모의할 수 있는 도파관 시뮬레이터를 이용하여 3 : 1 이상의 주파수 대역과 $\pm$45$^{\circ}$의 빔 조향 범위를 만족하는 광대역 E-평면 넛치 위상 배열 안테나를 설계하였다. 설계된 단일 소자의 등가회로 모델링을 통해 단일 소자와 무한 배열소자에서의 임피던스 특성을 비교하였으며, 설계된 결과를 이용하여 1$\times$9배열 E-평면 넛치 위상 배열 안테나 전체를 해석하였다. 이때 구해진 안테나간 상호 결합 계수를 이용하여 각 소자의 빔 조향 각도에 따른 능동 반사 계수를 구하였으며, 능동 소자 패턴을 통해 빔 조향에 따른 이득의 변화를 살펴보았다.

RPSO 알고리즘을 이용한 역복사 해석에 관한 연구 (A Study on Inverse Radiation Analysis using RPSO Algorithm)

  • 이균호;김기완;김만영;배승욱
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제31권7호
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    • pp.635-643
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    • 2007
  • An inverse radiation analysis is presented for the estimation of the radiation properties for an absorbing, emitting, and scattering media with diffusely emitting and reflecting opaque boundaries. In this study, a repulsive particle swarm optimization(RPSO) algorithm which is a relatively recent heuristic search method is proposed as an effective method for improving the search efficiency for unknown parameters. To verify the performance of the proposed RPSO algorithm, it is compared with a basic particle swarm optimization(PSO) algorithm and a hybrid genetic algorithm(HGA) for the inverse radiation problem with estimating the various radiation properties in a two-dimensional irregular medium when the measured temperatures are given at only four data positions. A finite-volume method is applied to solve the radiative transfer equation of a direct problem to obtain measured temperatures.