• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
• /
• 1994.10a
• /
• pp.225-230
• /
• 1994

본 연구에서는 진동특성을 개선하기 위한 방법으로서 구조물이 가지는 공간적인 좌표를 설계변수로 하여 감도를 구하고, 이를 이용하여 구조물의 길이와 높이에 대한 형상을 변경하는 최적구조변경법에 대해 예시하고자 한다. 먼저 모우드합성법을 이용하여 임의 치수의 L형 구조물의 진동특성을 해석하고, 진동 특성을 변경하기 위해 감도해석법으로 변경할 부분의 감도를 구하여 변경할 부분의 변경량을 계산한다. 그리고 변경한 후 재해석을 통해 결과를 비교함으로써 제시한 방법의 타당성을 고찰하고자 한다.

• Journal of the Korean Institute of Navigation
• /
• v.25 no.1
• /
• pp.45-52
• /
• 2001

The purpose of this study is the optimum modification of dynamic characteristics of stiffened plate structure. In the method of the optimization, finite element method(FEM), sensitivity analysis and optimum structural modification method are used. To begin with, using FEM, the dynamic characteristics of stiffened plate structure is analyzed. Next, rate of change of dynamic characteristics by the change of design variable is calculated using the sensitivity analysis. Then, amount of change of design variable is calculated using this sensitivity value and optimum structural modification method. The change of natural frequency is made to be an objective function. Thickness of plate and cross section moment become a design variable. It is shown that the results are effective in the optimum modification for dynamic characteristics of the stiffened plate structure.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
• /
• 1995.04a
• /
• pp.61-66
• /
• 1995

본 연구에서는 스티프너를 이용한 열린 상자형 구조물의 구조변경법에 대하여 고찰해 보았고, 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 감도해석법을 이용하여 고유진동수 감도를 쉽게 구할 수 있었고 구해진 고유진동수 감도를 이용하여 변경할 위치를 결정할 수 있었다. 2. 최적구조변경법에 의해 변경량을 정량적으로 구할 수 있었고, 고유진동수를 목표한 값으로 바꿀 수 있었다. 3. 기둥을 이용한 구조변경에서 문제시 되었던 동위상의 고유진동모우드에 대해서도 효과적으로 고유진동수를 변경할 수 있었다. 스티프너는 설치위치에 대허여 비교적 제약을 받지 않으므로 구조물의 동특성 변경에 효과적일 것으로 생각된다. 그리고 구조변경을 더욱 효율적으로 수행하기 위해서는 구조물의 치수, 형상, 재료 등의 종합적인 설계변수를 고려하는 감도해석과 이를 바탕으로 하는 최적구조변경이 필요할 것이다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
• /
• 1994.04a
• /
• pp.28-33
• /
• 1994

본 연구에서는 감도해석법과 최적구조변경법을 간략학 논한 다음 열린 상자형 구조물의 진동특성을 고찰하고 진동특성을 개선하기 위한 방법으로 기둥(pillar)을 이용한 최적구조변경법을 예시하고자 한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• v.19 no.3
• /
• pp.42-49
• /
• 1995

In this study, the optimum structural modification of the L-type structure by shape changes is suggested. The vibration characteristics of L-type structure are analyzed by the sub-structure synthesis method, and the coordinte sensitivities of each sub-structure are calculated and the change quantities of the positions to be modified are suggested by using the coordinate sensitivities. The results obtained are as follows : 1. The sensitivities of the natural frequency could be calculated by the sensitivity analysis. 2. The change quantities of the position to be modified could be suggested by the optimum structural modification method. 3. The developed program could reduce the process and time of computation, since the sensitivity was directly calculated by differential method, not finite difference method.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
• /
• 1994.10a
• /
• pp.231-237
• /
• 1994

컴퓨터의 눈부신 발달에 힙입어 실험 또는 해석적 방법으로 일반 구조물이나 기계구조물의 진동특성을 손쉽고 정확하게 파악하는 것이 가능하게 되었다. 그런데 최근의 산업현장은 지금까지의 정확한 구조해석에만 그치지 않고 이를 바탕으로 강도 개선, 재료 절감을 통한 원가절감, 중량 최소화 문제등의 차원에서 동적인 특성의 변경을 요구하고 있다. 이러한 문제는 그 중요성에도 불구하고 여전히 설계자의 경험이나 시행착오에 의존하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 구조물 결합부분에 주목하여 동특성의 변경 문제를 해석하고자 하였다. 즉 거의 모든 구조물이 결합부를 가지고 있는데 결합부 특성을 정확히 파악할 수 없기 때문에 리벳이나 보울트나 어떤 특수한 형태 결합부가 구조물의 특성에 주는 영향을 예측하기 어렵다. 이러한 결합부이 특성을 알아내고 구조물 동특성 변경 및 개선안을 제시하는 최적설계를 위해 감도해석기법은 아주 유효하게 쓰일 수 있다. 한편 구조물의 대형화, 복잡화는 구조물 동특성 해석에 더욱 많은 계산시간과 용량이 큰 전자계산기를 필요로 하게 되었으며, 분계의 결합부위가 변경되거나 결합형태가 변했을 때 전계의 동특성을 다시 해석할 필요없이 분계만의 정보로부터 전계의 동특성을 알아낼 필요가 생겼다. 이러한 의미에서 구조물의 분계로부터 전계의 동특성을 해석을 위한 부분구조합성법이 대두되게 되었다. 본 연구에서는 이러한 감도해석과 부분구조합성법의 공통된 문제를 일치화하고자 하였다. 즉 감도해석기법을 이용하여 필요한 구조물의 동특성에 부합하는 결합부의 최적한 설계변수를 규명하였고 이렇게 구해진 결합부의 설계변수와 분계의 정보를 알고리즘이 비교적 간단하고 오차가 적은 축소임피던스 합성법에 적용하여 전계의 동특성을 해석함으로써 감도해석기법과 축소임피던스 합성법의 통합적용이 최적설계와 이에 따른 동특성 해석에 효과적인 방법임을 보이고자 하였다. 대상구조물은 구조물 결합의 기본적인 형태인 T형을 선택하였다. T형 구조물은 분계 A(16개의 사각요소)와 분계 B(8개의 사각요소)로 이루어져 있으며 두개의 스프링으로 결합되어 있다. 설계변수는 강성에 국한하였으며 결합부의 결합형태는 탄성결합과 강결합으로 하였다. 감도해석과 축소임피던스 합성법에 의해 구해진 고유진동수와 FRF를 상용 유한 요소 해석 패키지인 MSC/NASTRAN을 통하여 검증하여 이 연구의 타당성을 검토하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
• /
• 1998.04a
• /
• pp.120-127
• /
• 1998

It is very difficult to execute the vibration analysis of a huge strucutre, which takes up much time and expense. In this paper we intend to make the equivalent system of a local vibration system of a huge structure with a view to improving the dynamic characteristics and reducing time and expense. First of all, upper deck structure model is maded. And we perform the vibration analysis by the Substructure Synthesis Method and execute the exciting test for the upper deck structure model, and observe the coincidences of two results to confirm the reliability of the analyzing tools used. To make the equivalent system, we give boundary condition to sub-structure that want to be modified and execute the Sensitivity Analysis Method and the Optimum Structural Modification Method. And we execute the structural modification of the equivalent system.. The following can be found from this study. 1. The analytical results are generally coincident with each other. 2. The equivalent system of the superstructure model can be easily obtained using the sensitivity analysis metho and the optimum structural modification method. 3. The structural modification using the equivalent system can be obtained good results above 90% of object value.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• v.22 no.4
• /
• pp.560-568
• /
• 1998

Recently to develop an automobile with better properities many researches and investments have been executed. In this paper we intend to improve the automobile properties by reducing the weight of the engine without changing the dynamic characteristics. At first the vibration analysis by the Substructure Synthesis Mehtod and the exciting test of the engine model performed to confirm the reliability of the analyzing tools. And the weight minimiza-tion is performed by the Sensitivity Analysis and the Optimum Structural Modificationl. To decrease the engine weight ideally the weight of the parts with the low sensitivity is to cut mainly and the changing quantity of the natural frequency by the cut is to be recovered by the weight modification of the parts with the high sensitivity. As actually the mathematical unique solution for the homogeneous problem(i. e. 0 object func-tion problem)does not exist we redesign the engine block with much thinner initial thickness and recover the natural frequencies and natural modes of original structure by the sensitivity analy-sis and then observe the Frequency Response Function(FRF) for the interesting points. In this analysis the original thickness of the engine model is 8mm and the redesigned initial thicknesses are 5mm and 6mm, And the number of the interesting natural frequencies are 1, 2, 3, 4 and 5 respectively.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• v.26 no.1
• /
• pp.48-58
• /
• 2002

There is a purpose of this study for the proposal of the optimum technique utilized for the vibration design initial step. The stiffened plate structure for the ship hull is made for analysis model. To begin with, dynamic characteristics of stiffened plate structure is analysed using FEM. Main vibrational mode of the structure is decided in the analytical result of FEM. The simplified equation on the natural frequency of the main vibrational mode is induced. Next, sensitivity analysis is carried out using the simplified equation, and rate of change of dynamic characteristics is calculated. Then, amount of design variable is calculated using this sensitivity value and optimum structural modification method. The change of natural frequency is made to be an objective function. Thickness of panel, cross section moment of stiffener and girder become a design variable. The validity of the optimization method using simplified equation is examined. It is shown that the result effective in the optimum modification for natural frequency of the stiffened plate structure.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2017.05a
• /
• pp.285-285
• /
• 2017

최근 전 세계적으로 심각해지는 물 부족 현상과 수질오염으로 대량의 원수를 빠른 시간 내에 여과하기 위한 여과장치의 개발 및 효율성 향상을 위한 연구의 필요성이 증가되고 있다. 특히 여과필터의 내부구조에 의해 유동이 편중되는 현상이 발생하면 여과효율 및 여과필터 유지관리에 문제가 발생되기 때문에 최적의 여과필터를 설계하는 것이 중요하다. 이에 본 연구에서는 수리모형실험으로 검토하기에 어려움이 있는 여과기 내부구조에 대한 유동특성을 수치해석을 이용하여 검토하였다. 수치해석은 유한요소법 기반의 수치모형으로 여과기 내부를 상세하게 모의할 수 없기 때문에 유한체적법 기반인 ANSYS CFX 모형을 이용하였다. 여과기 내 여과필터는 두께 2.0 mm, 공극율 25%로 가정하고 다공성 기법(porous media)을 적용하였다. 검토를 위한 경계조건은 유입부에 목표 취수량, 유출부에 대기압 조건을 적용하였으며, 여과기에 비해 매우 작게 구성된 여과필터 내부의 유동특성을 검토하기 위해 여과기는 최소 3.0 mm, 여과필터는 1.0 mm의 격자를 적용하였다. 현재 실제 여과시설에 적용되고 있는 여과기 제품 형상을 기준으로 여과기 내부 흐름공간의 크기 및 각도 조정에 따른 유동특성을 검토하여 여과효율을 비교하였으며 통과유량, 유속, 유속벡터 등을 검토하여 균등한 유량과 유속이 발생되는 최적의 여과장치 구조를 도출하였다. 본 연구에서 여과기 내부 구조 변경에 따른 유동특성 검토를 통해 도출된 최적의 여과기 내부크기 및 각도에 대한 설계인자는 여과기 내 여과필터의 효율을 증가시킬 뿐만 아니라 내구성 증진에 도움이 될 것으로 예상된다.