• 제목/요약/키워드: 최적디자인

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유체 전산모사를 통한 직접 메탄올 연료전지의 시뮬레이션 (Simulation of Direct Methanol Fuel Cells Employing Computational Fluid Dynamics(CFD))

  • 김영진;이태희;오인환;홍성안;김혁년;하흥용
    • 전기화학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.28-35
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    • 2003
  • 상용 유체 전산모사 코드인 FLUENT ver.6.0을 이용하여 직접 메탄을 연료전지의 전기화학적 해석 및 유로 내에서의 유체의 유동특성을 분석하였다 본 전산모사를 통해 유로 내의 유속, 압력, 온도, 농도 및 전류밀도 분포에 대한 다양한 정보를 얻을 수 있었으며, 유로 디자인에 따른 반응물 및 생성물의 유동에 대한 정보로부터 최적의 유로 형태를 결정할 수 있었다. 이와 같은 전산모사 방법을 사용하면 직접 메탄을 연료전지의 전극과 분리판 유로의 구조를 최적화하는데 매우 유리하다.

2D-3D 정합기반 실제 제품의 사실적 3D 모델 생성 (Realistic 3D model generation of a real product based on 2D-3D registration)

  • 김강연;손성민
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권11호
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    • pp.5385-5391
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    • 2013
  • 온라인을 기반한 제품의 구매가 활성화 됨에 따라, 소비자들의 제품 디자인에 대한 사실적이고 정확한 정보를 요구하고 있다. 본 연구에서는 제품의 형상정보(3D mesh)와 색/질감정보(image)를 이용하여 텍스쳐 맵핑된 실사적 3차원 모델을 생성하는 효율적인 방법을 제안한다. 3 차원 형상정보에 대응하는 이미지 상의 텍스쳐 좌표 관계를 구하기 위해 오브젝트 좌표계와 카메라 좌표계 사이의 변환행렬, 카메라의 초점거리, 카메라 CCD 와 프레임상의 이미지 사이의 종횡비를 파라미터로 하는 2D-3D 정합을 수행한다. 이러한 2D-3D 정합에 있어 발생하는 연산의 복잡도와 비선형도를 낮추기 위하여, 카메라 내부파라미터 검정단계, 임의의 회전행렬에 대한 임시적 최적 이동 벡터 (TOTV), 회전행렬에 대한 비선형 최적화 단계로 접근한다. 제안하는 방법의 유용성을 시현하기 위해 3차원 컬러 측정기로는 색외관을 획득하기 힘든 메탈릭 페인트 재질로 이루어진 제품에 적용한 구현결과를 보인다.

필라멘트 와인딩 압력용기의 최적설계와 CNG자동차 연료 충진용기 개발 (A Study on filament Winding Process of A CNG Composite Pressure Vessel)

  • 김의수;김지훈;박윤소;김철;최재찬
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.933-937
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    • 2002
  • The fiber reinforced composite material is widely used in the multi-industrial field where the weight reduction of the infrastructure is demanded because of their high specific modulus and specific strength. Pressure vessels using this composite material in comparison with conventional metal vessels can be applied in the field where lightweight and the high pressure are demanded from the defense and aerospace industry to rocket motor case due to the merits which are energy cutdown the weight reduction and decrease of explosive damage preceding to the sudden explosion which is generated by the pressure leakage condition). In this paper, for nonlinear finite element analysis of E-glass/epoxy filament winding composite pressure vessel receiving an internal pressure, the standard interpretation model is developed by using the ANSYS, general commercial software, which is verified as the accuracy and useful characteristic of the solution based on Auto LISP and ANSYS APDL. Both the preprocessor for doing exclusive analysis of filament winding composite pressure vessel and postprocessor that simplifies result of analysis have been developed to help the design engineers.

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컴퓨터지원공학(CAE)을 활용한 자동차 부품 개선 (Application of CAE in Injection Molding Process of Automobile Part)

  • 조정환;장우진;박영훈;최순자
    • 공업화학
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    • 제18권5호
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    • pp.407-414
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    • 2007
  • Moldflow사의 CAE 해석 프로그램인 MPI (Moldflow Plastics Insight)를 이용하여 PP(polypropylene)에 talc 20%가 들어간 수지를 사용한 자동차 공기 청정기 상부 덮개의 최적 공정을 찾았다. 핀 게이트가 하나인 기존 시스템을 CASE-1, 두 개로 새로운 공정을 CASE-2로 디자인하여 두 공정에 대한 유동 발란스 등을 비교하였다. CASE-2는 충진 시간이 더 짧아 생산성과 공정성의 향상이, 유동성과 부피수축율이 하부 덮개와 유사하게 나타나 조립성과 조립 후의 변형 및 물성발현이 향상되었다. 또한 전단속도와 전단응력의 해석결과, CASE-1의 문제점은 잔류 응력에 의한 것보다는 상 하부 덮개의 크기 차이에 의한 것으로 판단되며, 결국 수지의 배향 문제는 게이트 구조를 최적화 함으로써 파손 문제를 해결할 수 있을 것이라 예상된다.

제조용 액체 크로마토그래피의 특성 (Characteristics of Preparative Liquid Chromatography)

  • 노경호;김은철
    • KSBB Journal
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    • 제20권3호
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    • pp.149-163
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    • 2005
  • PLC는 약물과 천연물질의 분리에 많이 사용된다. 분석용으로부터 제조용으로의 scale-up에 따른 분리도가 낮아지는 것을 방지하여야 하며 또한 분리에 대한 효율성과 생산성을 고려하여야 한다. PLC의 최적조건을 선정하는 것은 많은 조업변수에 대한 고려를 해야 하는 힘든 작업이다. 소프트웨어를 이용한 분리 공정의 디자인, 최적화, 모사, 분석 등을 통하여 시간을 절약할 수 있으며 효율적으로 공정에 적용되게 한다. 하드웨어에 대한 기초 실험과 예비 생산을 통하여 이러한 공정에 대한 모사를 검증하고 생산량을 결정하고 분리 효율을 증가시킬 수 있다. 소프트웨어와 하드웨어의 특성, 종류, 응용을 예로 들어 설명함으로써 분리하고자 하는 물질에 대한 적합한 시스템을 선택하고 적용하여 분리공정을 생산화 할 수 있다. 크로마토그래피의 중요성이 증가함에 따라 고성능 및 사용하기 더욱 편리 한 소프트웨어와 하드웨어가 나타날 것이며 많은 영역의 분리 공정에서 필수적으로 이용될 것이다.

단계적 실험 설계와 다차원 디자인 스페이스 분석 기술을 통한 초저온 SAW 공정의 최적 용접 파라미터 설계 (Optimal Parameter Design for a Cryogenic Submerged Arc Welding(SAW) Process by Utilizing Stepwise Experimental Design and Multi-dimensional Design Space Analysis)

  • 이현정;김영천;신상문
    • 품질경영학회지
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    • 제48권1호
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    • pp.51-68
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    • 2020
  • Purpose: The primary objective of this research is to develop the optimal operating conditions as well as their associated design spaces for a Cryogenic Submerged Arc Welding(SAW) process by improving its quality and productivity simultaneously. Methods: In order to investigate functional relationships among quality characteristics and their associated control factors of an SAW process, a stepwise design of experiment(DoE) method is proposed in this paper. Based on the DoE results, not only a multi-dimensional design space but also a safe operating space and normal acceptable range(NAR) by integrating statistical confidence intervals were demonstrated. In addition, the optimal operating conditions within the proposed NAR can be obtained by a robust optimal design method. Results: This study provides a customized stepwise DoE method (i.e., a sequential set of DoE such as a factorial design and a central composite design) for Cryogenic SAW process and its statistical analysis results. DoE results can then provide both the main and interaction effects of input control factors and the functional relationships between the input factors and their associated output responses. Maximizing both the product quality with high impact strength and the productivity with minimum processing times simultaneously in a case study, we proposed a design space which can provide both acceptable productivity and quality levels and NARs of input control factors. In order to confirm the optimal factor settings and the proposed NARs, validation experiments were performed. Conclusion: This research may provide significant contributions and applications to many SAW problems by preparing a standardization of the functional relationship between the input factors and their associated output response. Moreover, the proposed design space based on DoE and NAR methods can simultaneously consider a number of quality characteristics including tradeoff between productivity and quality levels.

GA-Hard 문제를 풀기 위한 공진화 모델 (Co-Evolutionary Model for Solving the GA-Hard Problems)

  • 이동욱;심귀보
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제15권3호
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    • pp.375-381
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    • 2005
  • 일반적으로 유전자 알고리즘은 최적 시스템을 디자인하는데 주로 이용된다. 하지만 알고리즘의 성능은 적합도 함수나 시스템 환경에 의해 결정된다. 두 개의 개체군이 꾸준히 상호작용하고 공진화 하는 공진화 알고리즘은 이러한 문제를 극복할 수 있을 것으로 기대된다. 본 논문에서는 GA가 풀기 어려운 GA-hard problem을 풀기 위하여 저자가 제안한 3가지 공진화 모델을 설명한다. 첫 번째 모델은 찾고자하는 해와 환경을 각각 경쟁하는 개체군으로 구성해 진화하는 방법으로 사용자의 환경설정에 의해 지역적 해를 찾는 것을 방지하는 경쟁적 공진화 알고리즘이다. 두 번째 모델은 호스트 개체군과 기생(스키마) 개체군으로 구성된 스키마 공진화 알고리즘이다. 이 알고리즘에서 스키마 개체군은 호스트 개체군에 좋은 스키마를 공급한다. 세 번째 알고리즘은 두 개체군이 서로 게임을 통해 진화하도록 하는 게임이론에 기반한 공진화 알고리즘이다. 각 알고리즘은 비주얼 서보잉, 로봇 주행, 다목적 최적화 문제에 적용하여 그 유효성을 입증한다.

구조체의 위상학적 최적화를 위한 비선형 프로그래밍 (A Nonlinear Programming Formulation for the Topological Structural Optimization)

  • 박재형;이리형
    • 전산구조공학
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    • 제9권3호
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    • pp.169-177
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    • 1996
  • 구조물에 있어서 위상학적 최적화 문제는 최적화를 구하는 과정에서 구조체가 변화함으로 인한 어려움 때문에 최적화 분야에서 가장 어려운 문제로 간주되어 왔다. 종래의 방법으로는 일반적으로 구조요소 사이즈가 영으로 접근할 때 강성 매트릭스의 singularity를 발생시킴으로써 최적의 해를 얻지 못하고 도중에 계산이 종료되어 버린다. 본 연구에 있어서는 이러한 문제점들을 해결하기 위한 비선형 프로그래밍 formulation을 제안하는 것을 목적으로 한다. 이 formulation의 주된 특성은 요소 사이즈가 영이 되는 것을 허용한다. 평형방정식을 등제약조건으로 간주함으로써 강성 매트릭스의 singularity를 피할 수 있다. 이 formulation을 하중을 받는 구조물에 있어서 응력과 변위의 제약조건하에서 중량을 최소화할때의 유한요소의 두께를 구하는 디자인 문제에 적용하여, 이 formulation이 위상학적 최적화에 있어서의 효과를 입증하였다.

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대공간 건축물 골조물량 최적화를 위한 파라메트릭 설계 프로세스 (Parametric Design Process for Structural Quantity Optimization of Spatial Building Structures)

  • 최현철;이시은;김치경
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제30권2호
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    • pp.103-110
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    • 2017
  • 본 논문에서는 StrAuto를 이용하여 구조물의 형상 변경을 통한 대안을 생성하고, 이에 대한 최적화를 수행하는 과정을 상세하게 다루었다. 비정형 대공간 전시장 구조물을 대상으로 전체 형상을 파라메트릭하게 디자인하고, 가장 폭이 넓은 경간의 구조 형상을 변경하면서 물량 변화를 관측하여 최적안을 도출하였다. 기존 연구들에서는 형상 변경의 제약 때문에 대부분 단면과 물성을 통한 최적화를 수행하는데 그쳤으나, 본 연구에서는 형상 변경이 가능한 부분을 찾아내어 StrAuto의 가장 핵심적인 능력인 형상 변경을 통한 최적화를 수행했다는 점에서 중요한 의미를 지닌다. 형상 변경으로 충분한 여유를 확보하고 단면 최적화로 물량을 줄이는 프로세스를 통해, 대공간 구조물의 일부만을 대상으로 하면서도 전체 물량의 11.7%를 줄일 수 있었다.

Game Balancing에서 Fuzzy를 이용한 캐릭터 액션 선택 (Fuzzy Based Selection Technique for Character Action in Came Balancing)

  • 현혜정;김태식
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제13권1호
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    • pp.81-88
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    • 2008
  • 게임 밸런싱에서 캐릭터가 가지고 있는 다양한 액션 중 어떤 것을 선택해야하며 또 얼마만큼 조절해 해 주어야 하는지 정확하게 계산하는 것은 매우 어려운 일이다. 퍼지 기법은 수학적으로 정확하게 처리할 수 없는 특수한 환경이나 혹은 정확한 수치 처리에 따라 발생될 수 있는 시간적인 소모 문제를 완화할 때 매우 적절하게 이용될 수 있다. 게임에서 캐릭터가 가지는 수많은 액션과 상대방과의 연관관계, 이전까지의 대전 경험 등을 현재 상황에서 최적의 액션을 선택하기 위해서 일일이 반영하기가 쉽지 않기 때문에 이러한 경우 퍼지를 이용할 수 있을 것이다. 밸런싱이 필요한 시점이 되면 그때까지의 플레이한 자료가 퍼지함수로 처리되어 어떤 액션에 얼마만큼 조절을 해 줘야 하는지 계산되어져 캐릭터의 능력을 조절하도록 한다. 이 방법의 효율성을 검증하기 위해 액션 전체에 일정하게 능력을 조절한 경우, 랜덤하게 하나의 액션만 선택하여 조절한 경우, 가장 강력한 파워를 가진 액션을 선택한 경우, 가장 약한 액션을 선택한 경우 그리고 퍼지개념을 적용한 경우 등 5가지 경우를 실험을 통해 밝혀 퍼지를 이용한 방법기 우수성을 밝히고자 한다.

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