• Journal of the Korean Society for Railway
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• v.12 no.6
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• pp.974-982
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• 2009

To improve the effectiveness and economics the bridge design methodology considering the bridge/rail longitudinal analysis and bridge/vehicle dynamic effect suggested in this study. The reliability-based Life-Cycle Costs(LCC) effective optimum design is applied to a 2-main steel girder bridge, 5$\times$(1@50m) for comparison with conventional design, initial cost optimization and equivalent LCC optimization. As a result of the optimum design based on reliability, it may be stated that the design of High-Speed railway bridges considering the bridge/rail longitudinal analysis and bridge/vehicle dynamic effect are more efficient than typical existing bridges and LCC optimization without respect to bridge/rail longitudinal analysis and bridge/vehicle dynamic effect. The result of optimization design considering the interaction, design methodology suggested in this study, is higher than result of initial cost optimization design in initial cost, but that has the advantage than result of initial cost optimization design in expected LCC.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.21 no.5
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• pp.413-419
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• 2008

Deterministic design optimization (DO) does not explicitly deal with a variety of factors from inherent randomness and uncertainties. Reliability based design optimization(RBDO) is necessary to use in engineering systems in order to guarantee quality and performance of product. In this paper, design variables are considered as random variables. Standard deviation according to change of design variables have changed as much as coefficient of variation. And, if the standard deviation is error of manufacturing, standard deviation-mean relation is concave form. We obtain reliability index using advanced first order second moment method(AFOSM). This paper is examined by solving two examples and the results are compares with DO, RBDO and suggested RBDO.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.34 no.12
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• pp.1811-1820
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• 2010

Most components in the real world show nonlinear response. The nonlinearity may arise because of contact between the parts, nonlinear material, or large deformation of the components. Structural optimization considering nonlinearities is fairly expensive because sensitivity information is difficult to calculate. To overcome this difficulty, the equivalent load method was proposed for nonlinear response optimization. This method was originally developed for size and shape optimization. In this study, the equivalent load method is modified to perform topology optimization considering all kinds of nonlinearities. Equivalent load is defined as the load for linear analysis that generates the same response field as that for nonlinear analysis. A simple example demonstrates that results of the topology optimization using equivalent load are very similar to the numerical results. Nonlinear response topology optimization is performed with a practical example and the results are compared with those of conventional linear response topology optimization.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.8 no.4
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• pp.153-163
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• 2004

The main objective of this study is to develop a multi-objective fuzzy optimum design program of steel structures and to verify that the multi-objective fuzzy optimum design is more reasonable than the single objective optimum design in real structural design. In the optimization formulation, the objective functions are both total weight and deflection. The design constraints are derived from the ultimate strength of service ability requirement of AISC-LRFD specification. The structural analysis was performed by the finite element method and also considered geometric non-linearity. The different importance of optimum criteria were reflected with two weighting methods ; membership weighting method and objective weighting method. Thus, designers could choose rational optimum solution of structures with application of two weighting methods.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.14 no.4
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• pp.505-513
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• 2001

In this study, an optimum design algorithm using efficient reanalysis is proposed for seismic design of Reinforced Concrete (RC) piers. The proposed algorithm for optimization of RC piers is based on efficient reanalysis technique. Considering structural behavior of RC piers, the other approximation technique such as artificial constraint deletion is introduced to increase the efficiency of optimization. The efficiency and robustness of the proposed algorithm including the proposed reanalysis technique is demonstrated by comparing it with a conventional optimization algorithm. A few of design examples are optimized to show the applicability of the proposed algorithm.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.9 no.1
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• pp.119-126
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• 1985

형상은 3차원이지만 2차원 문제로 이상화하여 해석할 수 있는 탄성구조물의 최적설계를 내연기관 연결봉(Connecting Rod)을 예제로 사용하여 진행하였다. 연결봉은 각 부위에서의 두께는 다르나 평면응력상태에 있다고 가정하였다. 연결봉의 질량을 최소화하기 위해 두께의 분포 및 2차원 모델 경계의 모양을 설계변수로 채택하였고 설계변수 및 응력치에 대한 제한조건을 적용하였다. 설계감도계수 계산을 위해 Variational Formulation, Material Derivative, Adjoint Variable이론을 도입하였고 최적화 방법으로는 Gradient Projection Method를 사용하였다. 최적설계 결과 현재 사용중인 연결봉 무게의 20%를 줄일 수 있음이 밝혀졌다.

• Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.31 no.2
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• pp.21-24
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• 1994

공학설계에 있어서 보다 합리적인 최적설계 혹은 최적과 근사한 설계안을 얻기 위해서는 최적화모델에 표현할 수 없는 설계과정의 경험적 지식이나 의사결정과정을 지운할 수 있는 지식기반시스템이 결합되어야 할 필요가 있다. 본 글에서는 수치적인 계산결과만을 제공하는 최적화 기법의 한계와 기호처리에 중점을 두고 있는 지식기반시스탬의 한계를 극복하여, 보다 현실적인 최적 설계안을 도출할 수 있는 지식기반 최적설계시스템에 관한 연구현황과 관련기술을 살펴보았다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.07a
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• pp.660_661
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• 2009

본 논문에서는 유한 요소법에 기반을 둔 최적설계 이론과 상용 시뮬레이션 프로그램인 COMSOL의 인터페이스를 활용하여 전기 기기의 최적설계를 수행하였다. 전기기기의 최적설계를 위한 형상 정보는 통상적으로 해석용으로만 사용되는 COMSOL 프로그램의 CAD 기능을 통해 추출하였다. 초기형상에 대해 민감도해석을 적용해 계산된 민감도를 바탕으로 설계변수를 변화시키며 반복적인 계산을 수행하고 최적 형상을 도출하였다. 논문에서 정한 설계목표에 맞추어 모델의 목적함수를 정의하고, 최종 결과를 초기형상과 비교했을 때 설계 목표치에 대한 오차가 감소하고 목적함수가 수렴하는 것을 확인하였다.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.24 no.5
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• pp.160-164
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• 2014

In this paper, an efficient robust design utilizing an enhanced Taguchi method is proposed to reduce cogging torque of a BLDC motor in the presence of design uncertainty. To overcome defects of the conventional Taguchi method in dealing with a generalized robust design problem, a penalty function and an optimal level searching technique are newly introduced. In order to verify the proposed method, a 5 kW, rated speed of 2,300 rpm, rated torque of 20 Nm BLDC motor for driving electric vehicles is optimized. Then, the robust design is compared with conceptual and deterministic ones in terms of the cogging torque, rated torque and torque ripple.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.521-521
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• 2016

상수도 관망은 수원에서 수요절점까지 물을 안정적으로 공급하는 것을 목표로 한다. 상수도 관망의 최적설계는 수리학적 제한조건 (절점의 수압, 관로의 유속)을 만족하는 범위에서 비용을 최소화하는 설계안을 얻는 것으로 Savic and Walters (1997)는 유전 알고리즘 (Genetic Algorithms, Holland 1975)을 적용한 상수도 관망 설계 프로그램인 GANET를 제안하였고, Maier et al. (1996)은 개미군집알고리즘 (Ant Colony Optimization Algorithm, Dorigo et al. 1996)을 상수도 관망 최적설계에 적용한 후 그 결과가 유전 알고리즘에 비해 우수함을 증명하는 등 상수도 관망 최적설계에 관한 연구가 활발히 진행되어 오고 있다. 유전알고리즘은 선택, 교차, 돌연변이의 반복계산 과정을 통하여 최적해를 찾는 최적화 기법이다. 이 과정에서 결정변수는 유전자 (Gene)의 집합으로 표현되며, 염색체 (Chromosome) 내에서 근접한 유전 인자들은 일종의 Building Block을 형성하게 된다. Building Block은 좋은 해를 갖는 유전 인자를 높은 확률로 보관하여 지역해에 빠질 가능성을 줄이는 반면, 유전형 (Genotype)이 표현형 (Phenotype)을 충분히 모방하여 표현하지 못한 경우 오히려 최적해의 탐색을 방해할 수 있다는 한계점을 갖는다. 유전 알고리즘을 상수도 관망 최적설계에 적용하였을 때에도 이 한계점은 여실히 드러난다. 관로의 관경을 결정변수로 설정한 후 유전형으로 표현하였을 때, 관망도 상에서 근접하지 않은 두 관로가 염색체 내에서 연속으로 나열된다면 두 관로 간의 연관성이 실제보다 크게 고려되기 때문이다. 한편, 하모니써치 (Harmony Search, Geem et al. 2001) 알고리즘은 즉흥 연주 (Improvisation)를 통해 최상의 화음을 만들어내는 현상으로부터 착안하여 만들어진 최적화기법으로 연산 기법은 무작위선택, 기억회상, 피치조정 등으로 구성되어 있으며, 결정변수에 해당하는 연주자가 독립적으로 행동하며 해를 탐색한다는 점에서 유전알고리즘과 큰 차이를 갖는다. 본 연구에서는 유전알고리즘의 Building Block에 의해 발생하는 오류를 개선하고자, 상수도 관망 최적설계 연구에 많이 사용되는 Hanoi 관망 (Fujiwara and Khang 1990) 관로의 정렬 순서를 여러 가지 기준으로 설정하여 관망데이터를 구축한 후 하모니써치와 유전 알고리즘을 적용하여 최적화를 수행하였고 그 결과를 비교하였다. 그 결과 유전 알고리즘과 달리 하모니써치 알고리즘의 경우, 관로의 나열 순서와 상관없이 우수한 최적해 탐색 결과를 보이는 것을 확인할 수 있었다.