• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권5호
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• pp.125-132
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• 2008

구조최적화는 최근 CAD와 컴퓨터 기술이 발전하면서 구조설계부분에 널리 이용되고 있다. 본 연구에서는 30층의 강구조물을 대상으로 유한요소해석 및 어댑티브 시뮬레이티드 어닐링 알고리즘을 이용하여 최적중량설계를 구현하였다. 최적설계는 모든 설계상수와 설계하중들이 주어졌을 때, 목적함수가 최소로 됨과 동시에 모든 설계제약조건을 만족시키는 설계변수를 결정하는 설계법이라고 정의할 수 있다. 최적설계 구현을 통해 건설 측면에 있어 성능 향상과 신뢰도 향상 효과를 가져 올 수 있을 것이다.

• 전산구조공학
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• 제7권3호
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• pp.24-36
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• 1994

최적설계법에 의한 설계는 종래의 설계법에 의한 설게보다도 중량이 가볍거나 비용이 적을 것으로 생각되었기 때문에 중량이 가볍거나 비용이 적지 않으면 최적설계로는 의미가 없는 것으로 이해된 시대도 있었다. 그러나 구조설계분야 뿐만 아니라 일반 공업설계는 대단히 많은 의사결정이 직렬, 병렬의 관계로 구성되어 있다. 그중 어떤 의사결정은 인간의 경험, 직감, 도는 상상력에 의한 것이 유효할 수도 있을 것이다. 그러나 결정해야 할 변수의 수가 많을 경우는 각 의사결정간의 관계가 복잡할 때에는 전자계산기의 이용이 유효하여 최적설계는 의사결정의 유효한 수단으로써 위치를 굳히게 되었다. 의사결정이 어느 부분은 전자계산기가 분담하므로써 양질의 최적설계가 가능하게 되고 또는 기술자는 그가 가지고 있는 능력 중 가장 잘 이용해야 할 창의력이 요구되는 의사결정문제에 보다 많은 시간을 할애할 수 있다. 이와 같이 인간의 능력과 계산기의 능력을 총합하여 최상의 의사결정을 하기 위한 시스템을 구축할 수 있다. 이러한 배경 때문에 최적설계를 구조총합이라 한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제37권1호
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• pp.118-126
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• 2000

저자들에 의해 기 제안한 바 있는 일반화 경사처짐법을 이용하여 이중 선각 유조선의 최적 구조 설계 시스템을 개발하였다. 최적화 기법으로는 직접탐색법의 일종인 Hooke와 Jeeves 방법을 사용하여 이산화변수를 용이하게 처리할 수 있도록 하였다. 일반화 경사처짐법과 최적화 기법을 결합하여 선급규정에 의한 종강도 부재의 최소 중량 설계프로그램과 일반화 경사처짐법에 의한 횡강도 부재 및 횡격벽 부재의 최소 중량 설계 프로그램을 개발하였다. 개발한 프로그램을 이용하여 tank 배치를 고려한 이중 선각 유조선의 최적 구조 설계를 수행하여 실적선의 설계 치수 및 선각 중량과 비교하였으며, 최소 중량을 주는 tank 배치와 tank type을 결정할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.47-55
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• 2000

본 연구에서는, 유전자 알고리즘을 이용한 piled raft 기초의 최적설계 기법을 제시하였다. 최적설계에 사용한 목적함수는 구조물의 사용한계에 해당하는 부등침하량과 piled raft 기초의 시고비용 차원에서의 말뚝과 raft의 총 중량으로 하였다. 유전자 알고리즘은 다읜의 적자생존의 법칙을 따르는 자연진화 법칙을 바탕으로 한 최적화 기법이다. 본 연구에서는 piled raft 기초의 해석방법으로 Clancy(1993)가 제시한 "hybrid" 해석방법을 사용하였으며, 유전자 알고리즘기법은 Goldberg(1989)가 제시한 단순 유전자 알고리즘(SGA)을 적용하였다. 또한 유전자 알고리즘을 이용한 최적설계기법의 유효성을 평가하기 위해 설계예제 및 매개변수변화연구를 통해 piled raft 기초시스템의 중요 설계인자들에 대한 분석을 수행하였다. 매개변수변화연구로부터 말뚝의 길이와 raft의 두께가 증가할수록 piled raft 기초시스템의 전체 중량은 일정한 값에 점차적으로 수렴하였으며, 지반의 강정, raft의 두께 말뚝의 길이 및 강성이 증가할수록 말뚝의 최적위치는 raft의 중앙에 집중되는 경향으로 나타났다.경향으로 나타났다.

• 대한조선학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.84-90
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• 1997

무개형 콘테이너 선박에 대한 구조 설계 과정에 최적화 기법을 적용하여 최적 구조 시스템을 개발하였다. 중앙 단면 설계 기법으로는 L.R rules을 이용하였고 목적 함수는 중앙 단면 모든 종강도 부재 단면적의 합, 즉 최소 중량을 선택하였다. 최적화 기법으로는 직접탐색법에 SUMT방법을 결합시켜 사용하였다. 최소 중량 설계를 수행한 결과 실적선과 비교하여 8.0%의 중량감소를 보인 최적화 설계를 도출하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권4A호
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• pp.487-495
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• 2008

본 연구에서는 압출가설시 압출노즈와 가설거더 시스템의 거동에 대한 압출노즈의 휨강성비, 단위중량비 및 길이비의 영향을 살펴보고, 압출과정에서 발생하는 부모멘트 및 정모멘트를 최소화할 수 있는 압출노즈에 대한 최적조건을 도출하고자 하였다. 또한, 도출된 최적조건을 사용하여 압출노즈의 단위중량비와 길이비의 관계식을 유도하고 압출가설시에 발생하는 절대최대 정모멘트 및 부모멘트의 산정식을 제시하였으며, 연속거더교량의 압출가설시에 사용되는 압출노즈의 최적설계 방안을 제안하였다. 가장 이상적인 압출노즈의 설계는 절대최대 부모멘트를 최소화하면서 절대최대 정모멘트의 발생을 억제할 수 있는 단위중량비 0.167, 길이비 0.836을 적용한 경우임을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권2호
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• pp.213-221
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• 2011

알루미늄 재질의 도시철도차량 차체의 경량화를 위해 이중 판재구조로 이루어진 철도차량용 알루미늄 압출재의 최적설계를 수행하였다. 위상최적설계 기법을 이용하여 알루미늄 차체에서 가장 큰 중량을 차지하는 하부 프레임 베이스 플레이트의 경량화된 위상을 도출하였고, 이를 기반으로 압출재 부재별 치수 최적화를 수행하였다. 하부 프레임 다음으로 큰 중량을 차지하는 측면 프레임 압출재에 대해서는 치수 최적화를 통하여 경량설계를 수행하였다. 최적설계안과 현재 설계의 최대발생응력과 최대 변형량을 비교하여 최적설계결과의 타당성을 검증하였다. 이 과정을 통하여 언더프레임과 사이드프레임의 중량을 현재보다 평균 12% 줄일 수 있었고, 차체 전체로는 8.5%의 경량화 효과를 얻었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권2호
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• pp.207-212
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• 2011

유압 브레이커는 굴착기의 암 끝에 장착되어 파쇄작업을 하는 부착작업기이다. 그러나 굴착기의 성능에 치명적인 영향을 미치는 유압 브레이커의 중량에 대한 연구는 아직 없었다. 따라서 본 연구에서는 유압 브레이커에서 대부분의 중량을 차지하고 있는 하우징에 대한 최적설계를 수행하였다. 유압 브레이커 하우징의 설계 요구사항은 정상 운전상태에서 파손없이 중량을 최소화하는 것이다. 직교배열표를 이용하여 실험점을 선정하였고, 실험점에서의 결과를 바탕으로 근사모델을 생성하여 최적 설계안을 도출하였다. 그 결과, 모든 구속조건을 만족하면서 유압 브레이커 하우징의 중량을 4.8% 감소시켰다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권9호
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• pp.51-56
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• 2016

파형격벽은 보강격벽에 비해 많은 장점을 갖고 있어 살물선, 정유운반선, 화학제품 운반선의 화물창 격벽으로 사용되고 있다. 살물선 파형격벽의 최적 파형을 구하기 위한 연구는 비교적 활발하게 수행되어 왔으나, 고가의 재질로 구성되어 최적설계 시 경제적 효과가 가장 클 것으로 예상되는 화학제품 운반선에 대한 연구는 거의 찾아보기 어렵다. 화학제품 운반선의 파형격벽은 크게 수직 파형격벽과 수평 파형격벽으로 구분할 수 있으며, 수평 파형격벽은 다른 선종에서는 볼 수 없는 특별한 형태의 격벽으로 30K급 실적선의 경우 전체 파형격벽의 30% 정도를 차지하고 있다. 본 연구의 목적은 화학제품 운반선의 수평 파형격벽에 대한 최소중량설계 방법을 개발하는 것으로, 최적화 기법으로는 진화전략 기법을 도입하여 전체 최소점을 신뢰성 있게 탐색하였고 최적의 결과를 주는 설계변수 값이더라도 현장의 작업성을 위반하면 도태되도록 하여 현장 적용성을 높였다. 또한, 유한요소법에 의한 구조해석을 통해 도출된 최적설계 결과에 대한 구조 안전성을 검증하였다. 최적화 결과에 따른 수평 파형격벽의 설계는 실적선과 비교하여 동등 수준의 구조강도를 확보하면서도 약 14%의 중량 절감 효과를 보였으며, 이에 따라 설계 및 제작 공수를 줄이는데도 크게 기여할 것으로 기대된다.

• 대한조선학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.94-103
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• 1998

최근 선박의 고속화와 경량화가 중요시되면서 고속화에 적합한 선형과 경량화를 위한 재질의 연구가 활발히 진행되고 있다. 따라서 본 논문에서는 고속화와 경량화에 적합한 복합재료를 이용한 쌍동형 초고속선의 최소 중량 설계를 위한 구조 설계 기법과 전산 프로그램을 개발하였다. 또한 개발된 프로그램을 이용하여 복합재료의 대표적인 구조 형식인 샌드위치 형식과 Single skin 형식, 두가지가 혼용되는 Hybrid 형식에 대하여 각각 최적 설계를 수행하여 우열을 비교 검토하였다. 설계과정은 먼저 종강도 관점에서 주요 부재의 최적 설계를 수행하고, 쌍동선형 특유의 비틀림 모멘트를 고려하여 횡부재 설계를 수행하였다. 전체적인 설계 알고리즘은 미해군의 군함설계방법(Structural Synthesis Design Program)을 따르고 설계하중, 강도기준은 DnV 선급규정을 적용하였으며, 최적화 알고리즘은 ES 1+1을 사용하였다.