• Title/Summary/Keyword: 위상구조

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Maximizing Eigenfrequency of Geometrical Nonlinear Structure using Topology Optimization (위상최적화를 이용한 기하 비선형 구조물의 고유진동수 최적화)

  • Yoon, Gil-Ho
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2009.04a
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    • pp.89-92
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    • 2009
  • 본 논문에서는 비선형구조물의 위상최적화를 위하여 개발된 요소 연결 매개법 (Element Connectivity Parameterization Method)을 이용하여 기하비선형 구조물의 고유진동수(Eigenfrequency)를 최적화하는 연구를 소개한다. 기존의 밀도를 기반으로 한 위상최적화기법은 비선형 구조물의 위상최적화를 수행할 때 약한 탄성계수를 가지는 요소가 대변형을 일으켜 전체 강성행렬(Tangent Stiffness Matrix)이 양정정성(Positive definiteness)를 잃어버리는 문제점이 있어서 위상최적화를 수행하기 어렵다. 이 문제점을 해결하기 위하여 최근에 요소 연결 매개법(Element Connectivity Parameterization Method)이 개발되었다. 이 요소 연결 매개법은 요소의 강성을 설계하는 것이 아니라 요소의 연결성을 설계하는 기법으로 이를 이용하여 비선형 구조물의 위상최적화를 효과적으로 수행할 수 있다. 이 연구에서는 요소 연결 매개법을 동적인 문제에 적용하기 위한 연구를 수행하며 이를 이용하여 비선형 구조물의 고유진동수를 최적화 하는 위상최적화 문제에 적용하였다. 비선형 수치 예제를 통하여 기하 비선형 구조물의 고유진동수를 최대화를 통하여 기하 비선형 구조물의 강성최대화 문제와 같은 결과를 얻을 수 있었다.

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Particle-Structure Collision Modeling for Topology Optimization (위상최적설계를 위한 입자-구조 충돌 모델)

  • Young Hun Choi;Gil Ho Yoon
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.36 no.6
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    • pp.365-370
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    • 2023
  • This paper presents a particle-structure collision model for topology optimization, which requires sensitivity analysis. Therefore, a new model that incorporates sensitivity analysis is needed. The proposed particle-structure collision model conducts sensitivity analysis for topology optimization. To evaluate the accuracy of the proposed model, it was applied to a simplified one-dimensional collision problem. Optimization of the final positions of particles using topology optimization through this model confirmed the suitability of the proposed approach. These results demonstrate that it is possible to consider particle-structure collision in topology optimization.

Material Topology Optimization Design of Structures using SIMP Approach Part II : Initial Design Domain with Topology of Partial Solids (SIMP를 이용한 구조물의 재료 위상 최적설계 Part II : 부분적인 솔리드 위상을 가지는 초기 설계영역)

  • Lee, Dong-Kyu;Park, Sung-Soo;Shin, Soo-Mi
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.20 no.1
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    • pp.19-28
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    • 2007
  • Discrete topology optimization processes of structures start from an initial design domain which is described by the topology of constant material densities. During optimization procedures, the structural topology changes in order to satisfy optimization problems in the fixed design domain, and finally, the optimization produces material density distributions with optimal topology. An introduction of initial holes in a design domain presented by Eschenauer et at. has been utilized in order to improve the optimization convergence of boundary-based shape optimization methods by generating finite changes of design variables. This means that an optimal topology depends on an initial topology with respect to topology optimization problems. In this study, it is investigated that various optimal topologies can be yielded under constraints of usable material, when partial solid phases are deposited in an initial design domain and thus initial topology is finitely changed. As a numerical application, structural topology optimization of a simple MBB-Beam is carried out, applying partial circular solid phases with varying sizes to an initial design domain.

Topology Optimization of Plane Structures with Multiload Case using a Lower order Finite Element (저차 유한요소를 이용한 다하중 경우를 가지는 평면구조물의 위상최적화)

  • 이상진
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.16 no.1
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    • pp.59-68
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    • 2003
  • An optimization Program is developed to produce new topologies of plane structures under multiload case. A four-node finite element is used in the response analysis to reduce the computation time and to ultimately achieve practical topology optimization. The bilinear finite element is prone to produce chequer-boarding phenomenon and a simple filtering process is therefore adopted. An artificial material model is employed to represent the structural material and the resizing algorithm based on the optimality criteria is adopted to update the material density parameter during optimization process. With newly developed optimization program, the comparison study has been made between single and multiload cases and its results are described in this paper. From numerical results, it appears that multiload case should be considered to achieve the practical topology optimization.

A VLSI Design for High-speed Data Processing of Differential Phase Detectors with Decision Feedback (결정 궤환 구조를 갖는 차동 위상 검출기의 고속 데이터 처리를 위한 VLSI 설계)

  • Kim, Chang-Gon;Jeong, Jeong-Hwa
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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    • v.39 no.5
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    • pp.74-86
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    • 2002
  • This paper proposes a VLSI architecture for high-speed data processing of the differential phase detectors with the decision feedback. To improve the BER performance of the conventional differential phase detection, DF-DPD, DPD-RGPR and DFDPD-SA have been proposed. These detection methods have the architecture feedbacking the detected phase to reduce the noise of the previous symbol as phase reference. However, the feedback of the detected phase results in lower data processing speed than that of the conventional differential phase detection. In this paper, the VLSI architecture was proposed for high-speed data processing of the differential phase detectors with decision feedback. The Proposed architecture has the pre-calculation method to previously calculate the results on 'N'th step at 'M-1'th step and the pre-decision feedback method to previously feedback the predicted phases at 'M-1'th step. The architecture proposed in this paper was implemented to RTL using VHDL. The simulation results show that the Proposed architecture obtains the high-speed data processing.

High Efficient Phase Shifters Using Defected Ground Structures (결함 접지 구조를 이용한 고성능 위상 천이기)

  • Han Sang-Min;Kim Chul-Soo;Ahn Dal
    • The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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    • v.17 no.1 s.104
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    • pp.1-7
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    • 2006
  • New phase shifters with higher phase shift values are presented using defected ground structures(DGSs). The varactor diodes are mounted on DGSs of termination loads to control the large phase variation of the DGS at resonance. Two types of phase shifters are implemented with a branch-line and a coupled line hybrid. The experimental results of the proposed phase shifters show $135\%$ and $221\%$ increases in maximum phase shills, respectively, compared with those of conventional ones.

Design and fabrication of multi-band six-port phase correlator using metamaterial (메타물질 구조 다중대역 6단자 위상상관기 설계 및 제작)

  • Kim, Young-Wan
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.14 no.12
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    • pp.2615-2621
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    • 2010
  • The multi-band six-port phase correlator using metamaterial was designed and fabricated in this paper. The lumped metamaterial structure that can process the dual-band receiving signal was analyzed. Based on the analyzed results, the small-sized metamatrial six-port phase correlator for multi-band direct conversion method was proposed and fabricated. Also, the resistive power divider and $90^{\circ}$ hybrid coupler that comprises the six-port phase correlator were implemented based on the scattering parameters of metamatrial six-port phase correlator. The measured results of the proposed six-port phase correlator show the good agreement with simulation results. The performance of the six-port phase correlator shows the reflection loss below -20 dB in the dual-band. Also, the proposed six-port phase correlator got a good transmission characteristic within 1 dB gain difference and ${\pm}4.1^{\circ}$ phase imbalance, respectively.

Computing Intersection between Freeform Surfaces (자유곡면 간의 교차곡선 계산)

  • Kim, Ku-Jin;Seong, Joon-Kyung;Kim, Myung-Soo
    • Journal of the Korea Computer Graphics Society
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    • v.10 no.3
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    • pp.28-33
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    • 2004
  • 본 논문에서는 자유곡면 간의 교차곡선이 갖는 위상 구조를 분석하는 방법을 제시하며, 또한 이를 이용하여 교차곡선을 효율적이고 안정적으로 계산하는 알고리즘을 제안한다. 자유곡면 간의 교차곡선 계산은 현재까지 난문제로 알려져 있으며, 그러한 가장 큰 원인 중의 하나로서 교차곡선의 위상 구조를 분석하기 어렵다는 점을 들 수 있다. 본 논문에서는 입력으로 주어지는 자유곡면 중의 하나가 매개변수 곡면 F(u, v) 이라는 가정 하에 음함수 곡면 g(x, y, z) = 0 과의 교차곡선, 그리고 또 다른 매개변수 곡면 G(s, t)와의 교차곡선 계산방법을 제시한다. 교차곡선은 uv-평면 상의 평면 곡선으로 고려되며, 이 평면곡선에서 u-방향에 대한 극점(critical point)을 먼저 계산한 뒤 이를 이용하여 위상구조를 분석한다. 또한, 분석된 위상구조를 기반으로 전체 교차곡선을 추적(tracing)하는 알고리즘을 제시한다.

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A New Active Phase Shifter using Vetor Sum Method (Vector Sum 방법을 이용한 새로운 구조의 능동 위상천이기)

  • 김성재;명노훈
    • The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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    • v.11 no.4
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    • pp.575-581
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    • 2000
  • In this paper, a new active phase shifter is proposed using a vector sum method, and a unique digital phase control method of the circuit is suggested. The proposed scheme was designed and implemented using a Wilkinson power combiner/divider, a branch line 3 dB quadrature hybrid coupler and variable gain amplifiers (VGAs) using gate FETs(DGFETs). Furthermore, it was also shown that the proposed scheme is more efficient and works properly with the digital phase control method.

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Simultaneous Measurements of Local Phase and Reflectivity Variation of a Surface Using Multiport Homodyne Interferometer (다출력단 호모다인 간섭계를 이용한 위상 및 반사율 분포의 동시 측정)

  • 정희성;김종회;조규만
    • Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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    • 2000.08a
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    • pp.60-61
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    • 2000
  • 표면 형상을 측정하는 방법은 샘플표면의 평평도, 곡률, 거칠기, 깊이 측정등의 수많은 상업적 응용을 위해 광범위하게 개발되어왔다. 이중에서도 특히 간섭현상을 이용한 광 표면 프로파일러는 표면의 3차원 구조를 측정하는데 있어서 subangstrom의 매우 높은 깊이 분해능을 가지므로 샘플 표면의 정밀 진단에 많이 사용되어 왔다. [1,2] 광 간섭 현미경은 기본적으로 광위상 변화를 검출하여 그것을 표면구조변화로 바꾸어주는 역할을 한다. 그러나 광위상 변화는 샘플 표면의 구조뿐만 아니라 물질 변화와 박막두께 변화에도 민감하므로 순수한 표면구조측정은 샘플이 단일물질인 경우에만 달성된다는 문제점이 있다. 따라서 이러한 광위상 측정과 관련된 ambiguity를 해결하기 위해서는 일반적인 광 간섭 현미경에서 얻어지는 위상데이터와 더불어 물질변화를 분석할 수 있는 다른 추가적인 데이터가 필요하다. 이러한 필요성 때문에 우리는 광위상 뿐만 아니라 반사율 분포도 동시에 측정할 수 있는 새로운 방식의 다출력단 호모다인 간섭계(Homodyne I/Q Interferometer; HIQI)를 구성하였으며[3], 그 실험장치도는 [Fig. 1]과 같다. HIQI는 in-phase and quadrature 검출방식에 기반을 두며, 이 검출방식은 PBS에서 반사되는 빛살과 투과되는 빛살 사이의 위상차가 $\pi$/4라는 실험결과로부터 달성된다. HIQI는 샘플 표면의 3차원 구조 뿐만 아니라 광학적 특성의 2차원 분포도 동시에 얻을 수 있다. (중략)

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