• 한국기계가공학회지
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• 제21권1호
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• pp.102-110
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• 2022

This paper proposes a solution to the problems of manufacturing cost and processability by applying discrete material and thickness optimization (DMTO) and minimizing the use of high-strength, lightweight materials in the optimization process. A simple infant pop-up seat model was selected as the application target, and the weight reduction effect and variation in strength according to the optimization results were observed. In this study, a simplified finite element model of an infant pop-up seat frame was first constructed. The model was used to perform a static structural analysis to verify the weight and strength of each part. The D-optimal design of the experimental method was then used to observe the influence of each part on the weight and strength. This process was applied using discrete thickness optimization (DTO) (which applies high-strength, lightweight materials and optimizes only the thickness) and DMTO (which considers both the material and thickness). The DTO and DMTO results were compared to verify the design method that determines the major parts and simultaneously considers the material and thickness. Accordingly, in this study, an optimal lightweight design that satisfied the strength standards of the seat frame was derived. Furthermore, discretization parameters were used to minimize the application of high-strength, lightweight materials.

• 한국음향학회지
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• 제32권4호
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• pp.317-328
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• 2013

본 논문은 수중함에 부착되는 소나(sonar)에서 소음차단을 위하여 일반적으로 사용되는 다층구조의 설계 최적화를 수행하였다. 설계 목표로서는 자함 자체 기계가진 진동으로 인하여 음향센서에 유기되는 음압이 낮도록, 그리고 외부 표적 함정으로부터 방사되어오는 음에 기인한 소나의 수신 음압이 운용주파수 대역에서 높고 고른 음압을 갖도록 하는 두 가지 상반된 설계 목표를 고려하였다. 설계 변수로서는 다층구조 각층의 재료 물성치 선택에 따른 이산변수와 각 층의 두께 변수인 연속변수를 함께 고려하여, 각 변수의 최적화 과정에 따른 영향도를 분석 하였고, 최적화 방법으로서는 진화알고리즘을 적용하였다. 또한 최적화 과정으로서는 두 가지 목표를 각각 고려하는 경우와 동시에 두 가지 복합적인 목표를 고려하는 경우에 대한 설계 최적화를 수행하여, 각 경우에 대한 설계 목표치의 최대화 정도를 분석하였다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제12권1호
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• pp.157-175
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• 2003

본 연구는 이산시간 적정제어이론을 사용하여 동태적 경제 문제의 최적해를 구하기 위해 사용되는 두 가지 형태의 극대원리를 분석하고 있다. 이산시간 적정제어이론에 관한 선행연구들은 상태방정식이 차분방정식의 형태를 띠는 경우에 적용할 수 있는 극대원리를 제안하고 있다. 그러나 본 연구는 상태방정식이 차분방정식이 아닌 일반방정식의 형태를 띠는 경우에 적용할 수 있는 극대원리를 개발하였다. 그리고 본 연구를 통해 개발된 극대원리와 선행연구들이 제안한 극대원리와의 차이는 공동상태 변수의 운동법칙에 있음을 보여주고 있다. 특히 본 연구는 Bellman의 최적원리를 이용하여 본 연구에서 개발된 극대원리는 선행연구들이 제안한 극대원리를 포함하는 일반적인 극대원리임을 설명하고 있다. 마지막으로 본 연구는 목재공급모형인 TSM2000에 포함된 경제변수의 동태적 최적화를 구하는 과정을 통해 본 연구에서 개발된 극대원리가 경제 문제에 적용되는 사례를 보여 주고 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권2호
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• pp.118-124
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• 2015

전파흡수구조(RAS)의 설계는 이산최적화 문제로 확률론적 최적화기법이 적용되며, 효율성을 향상시키기 위해서는 오랜 시간이 소모되는 RCS의 계산량을 감소시켜야 한다. 본 논문에서는 임피던스정합을 이용해 RCS 최소화 단층형 RAS를 설계하기 위한 효과적인 방법을 연구하였다. 연구방법에서는 물리광학법(PO)과 최적화기법의 연동을 통해 전파입사조건에 대해 대상의 RCS가 이상적으로 최소화되는 입력임피던스를 계산하였다. 다음으로 RAS의 복소유전율 및 두께는 이산최적화를 통해 계산된 입력임피던스를 최대한 만족하도록 설계되었다. 연구결과 이러한 방법은 다수의 함수계산이 필요한 확률론적 최적화기법으로 RCS를 직접 최소화한 경우와 동일한 RAS 설계치를 도출하였으며, RCS 해석의 수를 효과적으로 줄임으로써 RAS 설계를 위한 최적화에 소모되는 시간을 크게 감소시켰다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.77-86
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• 2010

본 연구에서는 프리폼(free form)을 가지는 공간구조물의 유한요소망을 자동으로 생성하는 기법을 개발하고 그 배경이론과 수치실험 결과 그리고 이용방안에 대하여 기술하였다. 본 연구를 통하여 제시한 유한요소망 생성기법은 공간구조물의 해석을 위해 전통적으로 이용하던 형태별 자동생성기법의 한계를 극복하기 위하여 개발 되었다. 개발된 자동 생성기법은 최근 연속체 쉘 구조물의 형태를 정확히 구현하기 위해 활발히 이용되고 있는 CAGD기법을 도입하였다. 본 연구에서 제시된 자동생성기법은 두 단계의 생성과정을 거치는데 첫 번째가 구조물의 형태를 기하학적인 모델로 표현하는 단계이며 두 번째가 표현된 기하학적인 모델에 이산화된 공간구조물을 생성하는 단계이다. 수치실험을 통하여 본 연구에서 개발된 자동생성기법이 임의의 형상을 가지는 이산화된 공간구조물을 표현하기 용이할 뿐만이 아니라 기존의 자동생성기법을 수정 이용할 수 있는 장점이 있으며 특히 이산화된 공간구조물의 형상최적화에도 효과적으로 이용될 수 있을 것으로 나타났다.

• 한국가스학회지
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• 제1권1호
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• pp.33-40
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• 1997

다극 및 다목적함수 최적화 문제를 해결하기 위해서 유전 알고리듬을 이용한 일반적인 최적화 도구인 APROGA II가 개발되었다. 우선 다극 최적화를 위해서는 다중선택집합탐색 알고리듬을 이용하였다. 두 번째로 다목적함수의 최적화를 위해서는 파레토 우성 토너먼트와 공유개념을 이용한 선택방법과 선택집합을 이용한 연속적인 세대교체법을 이용하여 새로운 알고리듬을 제안하였다. 이들 알고리듬을 이용하여 3개의 탐색엔진(APROGA 탐색엔진, 다극 탐색엔진 그리고 다목적함수 탐색엔진)을 가지고, 이진 및 이산 변수를 다룰 수 있는 APROGA II 시스템이 개발되었다. 그리고 여러 가지 검토함수들과 사례연구들을 적용시켜서 다극 탐색엔진의 성공적인 적용성을 확인하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제31권4호
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• pp.147-156
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• 1994

선체의 구조설계는 최적화 방법을 이용하여 상당히 오래 전부터 최적 구조설계 방법을 사용해 오고 있었으나, 대부분의 경우, 설계변수(設計變數)를 연속적인 실수(實數)로 가정하여 최적해를 구하거나, 아니면 실수(實數)와 정수(整數)가 혼합된 문제에 대해서는 뚜렷한 해결 방안을 제시하지 못하고 있는 실정이다. 특히 최적해의 국부(局部) 최적성 내지는 이산적(離散的) 변수 특성이 있는 최적설계 문제에 대해서는 몇개의 초기치를 사용하여 얻어진 최적해를 상호 비교하여 주어진 문제의 전체적(全體的) 최적해를 구하고자 하였다. 많은 경우 이러한 방법은 확실한 대안이 되지 못하고 본질적인 문제점은 미해결로서 남아 있어 왔다. 그래서 본 연구에서는 생물의 진화 법칙을 모사한 유전적(遺傳的) 알고리즘을 이용하여 선체 구조물의 최적설계시 고려해야 하는 보강재의 갯수를 정수(整數)로 취급하는 문제라든지 판 두께와 같이 이산적(離散的) 특성을 갖는 설계변수 문제 등(等)이 최적설계에 미치는 영향을 검토하여 보다 일반적인 최적화 방법으로서 유전적(遺傳的) 알고리즘의 유용성을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제25권3호
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• pp.369-380
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• 2001

Although extensive efforts have been devoted to the optimal design of composite laminated plates in recent years, some practical issues still need further research. Two of them are: the handling of the ply angle as either continuous or discrete; and that of the uncertainties in material properties, which were treated as continuous and ignored respectively in most researches in the past. In this paper, an algorithm for stacking sequence optimization which deals with discrete ply angles and that for thickness optimization which considers uncertainties in material properties are used for a two step optimization of composite laminated plates. In the stacking sequence optimization, the branch and bound method is modified to handle discrete variables; and in the thickness optimization, the convex modeling is used in calculating the failure criterion, given as constraint, to consider the uncertain material properties. Numerical results show that the optimal stacking sequence is found with fewer evaluations of objective function than expected with the size of feasible region taken into consideration; and the optimal thickness increases when the uncertainties of elastic moduli considered, which shows such uncertainties should not be ignored for safe and reliable designs.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권4호
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• pp.361-371
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• 2012

혼합이산비선형계획법(mixed-discrete nonlinear programming) 문제의 최적화를 위한 대표적인 기법 중에 하나인 분지한계법(branch-and-bound method)은 다른 기법에 비해 강건하지만 분지한계법 내부의 각 노드마다 연속최적화를 수행해야 하기 때문에 많은 함수 계산이 요구되는 것으로 알려져 있다. 이러한 분지한계법의 단점을 극복하기 위하여 크게 두 가지 연구를 수행하였다. 먼저, 분지한계법의 각 노드마다 동일한 수렴허용오차를 설정해주던 기존의 방법을 대체할 수 있는 비균일 수렴허용오차 방법을 제안하였다. 또한 분지한계법에 적용할 수 있는 5 가지 분지순서 방법 중에서 분지한계법의 성능을 가장 극대화할 수 있는 분지순서 방법을 제시하였다. 수렴허용오차 방법과 분지순서 방법들을 각각 선택하여 분지한계법에 적용한 후 7 개의 수학예제와 4 개의 공학예제에 대하여 테스트를 수행한 결과, 제안된 비균일 수렴허용오차 방법과 5 가지 분지순서 방법 중 최소간 격차이법을 분지한계법에 함께 적용할 경우 분지한계법의 성능이 가장 극대화 됨을 확인할 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.237-250
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• 2003

강바닥판교는 수 천개의 부재가 연결된 복잡한 구조물이기 때문에 설계와 해석이 난해하다는 단점을 가지고 있어 구조특성에 적합한 효율적인 최적화 알고리즘을 개발하는 것은 실용적인 최적화이론의 활용차원에서 매우 중요하다고 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 강바닥판교의 최적설RP를 효과적으로 수행하기 위한 개선된 다단계 최적설계 알고리즘을 제안하였다. 강바닥판교의 구조적인 특성을 반영하면서 전체 시스템을 주형과 강바닥판으로 나누기 위해 다단계 최적설계 방법 중에 하나인 등위법 (Coordination Method)을 사용하였고, 효율적인 최적설계를 위한 처짐제약조건 소거기법, 구조해석의 효율성을 높이기 위한 자동미분기법이 사용되었으며, 활하중에 의한 응력은 기존연구에서 제안된 응력재해석 기법을 사용하였다. 강바닥판은 폐단면리브의 형식과 같은 이산형 설계변수와 바닥판의 두께 가로보의 치수와 같은 연속형 설계변수가 혼합되어 있는 형태로 구성되어 있다. 이에 본 연구에서는 강 바닥판의 최적화를 위해 수정된 유전자 알고리즘을 사용하였다. 수치예제를 사용하여 제안된 알고리즘의 효율성과 수렴성을 입증하였다.