• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2000년도 하계학술발표회
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• pp.40-41
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• 2000

광학설계의 최적화에서는 최소자승법과 감쇠최소자승법이 주로 사용되고 있다. 최소자승법은 error의 제곱의 합을 최소화하는 방법으로, 이 방법은 최적점 부근에서의 불안정성이 발생하는 문제점이 있다. 감쇠최소자자승법은 최소자승법에 적절한 감쇠항을 부가함으로써 최적점 부근에서의 불안정성을 줄여주고 있다. 본 연구에서는 광학설계의 제한조건을 Lagrange 부정승수$^{(1)}$ 를 사용하여 감쇠최소자승법의 정규방정식에 결합하여 제한조건을 유지하면서 merit function을 줄이는 방법에 대하여 연구하였다. 이 방법에서는 제한조건이 merit function의 error 함수보다 우선적으로 보정되며, 이를 이용하여 매 iteration 마다 merit function에서 절대값이 큰 error를 감쇠최소자승법의 정규방정식에서 제거하고 이 보정조건을 제한조건에 추가함으로서 다른 error항 보다 우선적으로 보정되도록 하였다. 이 때 이 error를 한번에 보정하는 경우에는 merit function의 진동이 심하고 광학계가 사용불가능한 형태로 변화하는 경우가 많아 적절한 target ratio를 설정하여 반복과정을 통하여 점진적으로 보정되도록 하였으며, 이를 통하여 최적화의 안정성을 개선할 수 있었다. (중략)

• 한국지진공학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.45-55
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• 2001

본 연구는 점탄성 감쇠기의 최적설계에 관한 연구로서 기존에 독립적으로 설계되던 점탄성 감쇠기와 설치용 가새 강성의 동시 최적설계 방법을 제시하였다. 이를 위해 직렬 연결된 점탄성 감쇠기와 가새를 상태방정식으로 모델링하였으며 최대응답계수를 이용해서 각층 최대 층간변위를 구속조건으로 하여 최적화 문제를 구성하였다. 구속조건에 대한 기울기 정보를 계산하는 과정에서 구조물의 동적거동에 관한 구속조건을 포함시켜서 문제를 재구성함으로써 변수를 줄일 수 있었다. 설계예제를 통해 현실적으로 충분한 가새 강성이 제공될 수 없는 경우에는 층간변위 구속조건을 만족시키기 위해서 가새 강성을 고려한 감쇠기 설계가 필요함을 확인할 수 있었다. 또한 가새 강성을 최적화 변수에 포함시킴으로써 불필요한 가새 강성을 줄일 수 있었으며 이를 보상하기 위한 감쇠기 물량의 상대적인 증가는 크지 않다는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.115-124
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• 2006

본 연구에서는 상용 압연형강과 콘크리트 합성거더인 PSSC(Prestressed Steel and Concrete) 거더의 1, 2차 긴장력과 활하중을 최적설계 하였다. 다단계 긴장에 따른 1, 2차 긴장력과 활하중을 설계변수로 삼았으며, 최종 활하중을 목적함수로 정하였다. 시공단계에 따른 강주형, 충전 콘크리트, 슬래브의 상연과 하연의 허용응력을 설계 조건으로 하였다. 설계 최적화는 상용 프로그램 Matlab의 최적화 모듈을 이용하여 수행되었다. 형고의 변화, 콘크리트 압축강도의 변화, 헌치 높이의 변화 등 다양한 조건에 빠른 최적 설계를 시도하였고, 연구 결과로부터 강선배치, 콘크리트 압측강도 등이 설계에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.

• 한국광학회지
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• 제14권4호
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• pp.443-448
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• 2003

인공위성 카메라에 장착되는 반사경의 경량화 설계를 위해 최적설계법을 적용하였다. 최적설계 과정에서 목적함수로는 카메라가 탑재된 인공위성의 발사비용을 줄이기 위해 반사경의 무게를 최소화하는 것으로 설정하였다. 반사경의 자중에 의한 변형(피크-밸리값) 및 고유진동수의 크기를 제한조건으로 두었다. 최적화 프로그램은 DOT(Design Optimization Tools)를 이용하여 유한차분법으로 설계변수에 따른 목적함수와 제한조건의 민감도를 구하였고 구성한 최적설계 프로그램의 검증을 위해 검증예제를 다루었다. 또한 최적설계로 부터 얻은 결과값으로 부터 반사경의 유한요소모델을 구성하고 유한요소해석 및 광학적 물성치 해석프로그램을 연계한 통합프로그램을 통하여 최적설계 결과 검증을 수행하였다. 최종적으로 위의 최적설계 프로그램을 이용하여 유효직경이 600mm인 반사경을 설계하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.60.1-60.1
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• 2011

본 연구에서는 풍력 터빈 블레이드의 다분야 통합 최적 설계를 위하여, 진동하는 비정상 공력하중에 의한 작동 수명을 고려한 최적화 과정을 수행하였다. 최적화 대상으로는 NREL의 1.5MW 급 풍력터빈을 baseline 으로 하였고, NREL의 FAST 프로그램을 이용하여 발전기의 정격 출력 및 블레이드에 작용하는 비정상 공력 하중 특성을 분석하였다. 최적화 수행 시 블레이드 형상의 효율적인 구현을 위해 형상모델링 함수를 이용하여 코드 길이와 트위스트 분포를 모델링하였다. 그리고 상용 MDO Framework 인 Piano를 이용하여 블레이드 루트부의 비정상 공력하중 조건을 완화시키는 최적화 설계를 수행하였다. 정격출력을 유지하면서도 Out of Plain 방향의 하중 조건을 개선하여 보다 긴 작동 수명을 기대할 수 있는 블레이드 형상을 설계하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.251-265
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• 2018

본 연구에서는 해저 터널의 특수성을 고려한 NATM 2차 라이닝의 최적 설계 시스템을 개발하였다. 해저 터널은 일반적으로 일정 수압 하의 토사나 암반 등으로 구성된 해저 지반 내에 시공된다. 본 설계 시스템은 특정 해저 터널 단면에서의 지반 조건, 시공 조건 및 터널 조건을 고려하여 인공신경망 기반의 라이닝 부재력 예측 시스템을 구축하고, 시공성이 확보된 단면 DB를 구축하여 해저터널에서 최적 단면 설계가 가능하도록 구성하였다. 단면 검토 및 설계에 사용되는 라이닝 부재력 예측은 유한요소해석을 토대로 구축한 인공신경망을 통해 일반화한 후 별도의 추가 해석이 필요없이 유사 단면의 해저 터널 설계에 적용이 가능하도록 하였다.

• 천문학회보
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• 제37권2호
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• pp.174.2-174.2
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• 2012

위성의 방열판 설계 과정은 수치해석을 위해 위성을 모델링한 열모델에서 분할 격자인 노드를 기준으로 방열판 위치와 형상, 크기를 조절하면서 한계 온도조건을 만족할 때까지 설계 엔지니어의 판단에 의존하여 열해석을 반복하는 것이 보편적인 방식이다. 대부분 방열판 면적을 줄이기 위한 추가적인 노력을 하지 않기 때문에 필요 이상의 과도한 방열판 설계를 하는 경우가 많은 것이 사실이다. 이러한 방열판 설계에서 최소한의 방열판 면적을 사용하여 한계 온도를 만족하도록 설계를 최적화 한다면 무엇보다 전체 위성 열설계의 효율성과 경제성을 높일 수 있는 바탕이 될 수 있을 것이다. 위성의 방열판 설계는 방열판 영역 내에서 동일한 면적을 가지더라도 위치나 형상에 따라 그 효과가 상당히 차이가 날 수 있기 때문에 실제 방열판 설계에서는 이러한 점을 고려하는 것이 필수적이다. 먼저 위성은 열해석에 알맞는 격자 크기로 분할된 노드로 이루어진 열모델로 모델링되어 개발된다. 방열판이 설계되는 방열판 영역 역시 격자 모양의 노드로 분할되기 때문에 열해석을 이용하여 방열판 설계를 한다면 노드 크기를 기준으로 노드 분할 형태에 따라 설계를 한다. 그래서 위성 열모델에서 방열판 영역의 각 노드가 방열판 노드 여부에 따라 모자이크와 같은 분포의 방열판 설계를 하게 되므로 방열판 노드 분포의 최적화가 방열판 최적 설계를 의미하게 된다. 본 연구에서는 방열판 설계 최적화를 위해 일반적인 위성 프로그램의 열제어 개발에서 사용하는 위성 열모델과 열해석 프로그램을 최적화 기법과 동일한 언어로 다시 개발해야 하는 부담 없이 그대로 최적화 기법과 연동할 수 있도록 하는 방법을 제안하고, 실제 소형의 검증용 위성 열모델을 개발하여 여러 가지 해석 조건에 따른 방열판 최적 설계 결과를 비교하고 검토함으로써 이러한 접근 방식을 검증해보고자 하였다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2000년도 제11회 정기총회 및 00년 동계학술발표회 논문집
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• pp.206-207
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• 2000

반사형 LCD는 주변광을 광원으로 사용하므로 높은 반사율과 주변환경을 고려한 시야각 특성을 요구한다. 이러한 반사형 LCD의 성능을 결정하는 요소로서는 반사판, 보상판 그리고 LCD의 구조가 있다. 반사형 LCD용 반사판은 최적의 디스플레이를 위해 반사되는 빛의 방향을 조절하고 사용자 위주의 시야각을 형성 할 수 있어야 한다. 본 연구에서는 이러한 반사특성을 나타내기 위한 조건을 이해하고, 특히 넓은 시야각 확보를 위해 표면구조에 따른 중요 파라미터와 그 최적 조건을 찾아내어 이론적으로 접근하고자 하였다.$^{(1,2)}$ (중략)

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1997년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.577-582
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• 1997

KSTAR 토카막$^1$플라즈마의 전류구동을 위한 RF 안테나 설계시 최적 조건을 2차원 파동 코드와 안테나 모듀울(module)을 이용하여 연구하였다 최적 조건을 얻기 위해 플라즈마와 안테나 매개변수 각각에 대한 부하와 전압정재파비(VSWR)의 관계를 살펴보았다. 계산결과로부터, 송전선의 특성저항 $R_{c}$=50$\Omega$, 안테나 폴로이달(poloidal) 길이 $A_{pl}$ =1.0m, 안테나 사이의 간격 $w_{d}$=4$^{0}$ 근처에서 최적의 안테나 조건을 갖음을 알 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권3호
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• pp.173-184
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• 2013

본 연구에서는 프로펠러나 헬리콥터 로터와 같은 회전체의 공력 최적 설계를 위한 다단 최적 설계 프레임워크를 제안한다. 이 프레임워크는 플랜폼 설계와 단면의 형상 설계를 반복적으로 수행하는 설계 전략을 통해 회전체의 공력 성능 향상을 목표로 한다. 플랜폼 설계의 단계에서는 유전 알고리즘과 2차원 CFD 데이터베이스 기반의 깃 요소 모멘텀 이론을 이용하여 빠른 시간에 회전체의 공력 특성을 평가하여 최적점을 탐색하였다. 플랜폼 설계 후 단면에 유입되는 유동 조건을 예측하여 단면 형상 최적 설계를 수행하였다. 설계 과정에서 보다 면밀하게 유동 특성이 분석될 수 있도록 2차원 N-S 해석자와 민감도 기반의 최적화 알고리즘을 통해 최적해를 탐색하였다. 단면 형상이 설계된 후에는 최적의 유동 조건을 산출할 수 있도록 플랜폼 설계를 반복적으로 수행하였다. 본 프레임워크를 1kW급 전기추진용 항공기 프로펠러 설계에 적용하여 그 유효성을 3차원 N-S 해석과 풍동 실험을 통해 검증하였다. 설계 후, 풍동 실험 결과를 기준으로 약 5%의 프로펠러 효율 증가를 얻을 수 있었다.