• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.427-430
• /
• 2009

풍력 터빈 블레이드용 익형의 경우 운용 조건에서 높은 양항비를 가지도록 설계되나 풍속, 풍향의 변동에 의해 운용조건에 변화가 발생할 경우 성능의 저하가 발생할 수 있다. 따라서 운용조건의 변동이 발생하더라도 공력 성능이 크게 변하지 않는 익형이 요구된다. 본 연구에서는 이러한 운용조건의 불확실성을 고려하여 풍력 터빈 블레이드용 익형의 신뢰성 기반 강건 최적 설계를 수행하였다. 익형 설계를 위해서 여러 익형 형상 변수들을 고려할 수 있는 익형 모델링 함수를 정의하였고 기저형상으로는 NREL에서 개발한 S809 익형을 사용하였다.

• 전산구조공학
• /
• 제5권4호
• /
• pp.113-124
• /
• 1992

토목구조물 설계에 있어서 가장 보편적으로 사용되고 있는 도로교에 대한 하중계수에 기초한 최적신뢰성해석모델을 제안하고, 또 총기대비용 최소화원칙에 기인한 최적하중-저항계수 및 최적 공칭안전율에 대한 이론적 근거를 제시하는 것이 본 연구의 주요내용이다. MFOSM과 AFOSM을 포함하는 주요 2차 모멘트신뢰성 이론을 비교분석함으로써 AFOSM의 근사식과 대수정규포근사식을 본 연구에서 제안하는 최적신뢰성 및 설계규준의 유도에 사용함이 적절하다는 것을 알 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제7권4호
• /
• pp.217-224
• /
• 2003

본 연구에서는 구조 응답의 불확실성을 고려하여 신뢰성해석을 수행한 후 구조물의 최적설계를 수행하기 위한 프로그램 기법을 제안하고자 한다. 신뢰성해석을 위해 AFOSM법을 이용하였으며, 해석에 의한 파괴확률과 신뢰도 지수값을 제약조건으로 이용하여 최적설계를 수행하였다. 최적설계방법으로는 최적정기법으로 가장 강력한 SQP법을 사용하였다. 제약조건과 불확실량 고려 유 무에 따른 해석결과 본 연구에서 대상으로 한 트러스의 경우 불확실량을 고려한 경우 최소중량이 20.92%, 평면골조의 경우 평균 8.08% 증가하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제17권6호
• /
• pp.26-32
• /
• 2016

일반적으로 구조물에는 하중, 재료상수, 부재크기와 구조해석 등의 오차에 대한 불확실성을 존재하고 이러한 불확실성은 구조물의 최적설계에 많은 영향을 준다. 확률론적 해석은 급속하게 발전하고 있고 여러 불확실성을 고려해야 하는 구조설계에서 중요한 기법으로 사용되고 있다. 본 논문에서는 구조물에서 발생하는 불확실성을 고려하기 위하여 신뢰성 해석을 통하여 신뢰도 지수를 산출하였으며 이 값을 최적설계의 제약조건으로 설정하여 확률론적 최적설계를 수행하였다. 최적설계 결과 기존의 불확실량이 고려되지 않은 확정론적 최적설계의 결과 값보다 불확실량이 고려된 최적설계 결과값이 더 크게 나타났으나 불확실성을 고려하는 경우가 구조물의 안정성이 더 확보되는 것으로 생각된다. 본 논문에서는 최적화 기법 중 가장 강력하다고 알려진 SQP(순차이차계획법)을 이용하여 최적화를 수행하였는데 SQP법은 최적화 문제의 정식화를 반복계산 하는 것에 바탕을 두고 각 반복계산에 있어서는 2차 프로그래밍 부속 문제의 해를 구하는데 그 기본을 두는 방법이다. 또 불확실량을 고려한 최적설계를 위해 신뢰성을 기초한 최적설계를 수행하여 신뢰도지수와 파괴확률을 계산하였다. 확정론적 최적설계와 달리 치수, 모양, 재료와 작용하중들의 양에 신뢰성해석을 수행하여 나온 신뢰도지수와 파괴확률을 앞에서 계산한 최적화 과정의 제약조건식에 가적으로 설정하여 최적설계를 수행하였다.T-stub 접합부를 예제로 적용하였으며 해석 결과의 기존문헌과 비교하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
• /
• pp.93-96
• /
• 2009

바퀴동력계는 차량에 지면으로부터 전달되는 힘과 모멘트를 측정하는 로드셀이다. 본 연구에서 개발한 바퀴동력계는 스트레인 게이지식 로드셀로써 이러한 로드셀을 설계하는데 있어서 몇가지 고려해야 하는 사항이 있다. 우선 스트레인 게이지를 부착하기 쉬운 구조가 되어야 하고 조립시의 오차를 줄이기 위하여 한 몸체로 제작되어야 한다. 이와 동시에 가장 중요하게 고려되어야 하는 인자로 감도를 위해 재료가 허용하는 응력내에서 되도록 큰 변형률이 발생해야 하고 상호 간섭 오차가 발생하지 말아야 한다. 본 연구에서는 수식을 이용하여 이론적으로 상호 간섭 오차를 0으로 만들 수 있었다. 또한 설계 변수 및 재료 물성치의 산포를 고려한 신뢰성 기반 최적설계 기법을 사용하였으며, 이를 통해 허용 응력하에서 최대의 변형률이 발생하는 바퀴동력계를 설계하였다.

• Composites Research
• /
• 제26권1호
• /
• pp.29-35
• /
• 2013

복합재료 샌드위치 구조는 굽힘 강성을 향상시키고 복합재 적층판에 비해 30% 이상의 무게를 절감할 수 있다. 그러나 일반 금속에 비해 제작과정에서 발생되는 재료물성의 불확실성이 많이 내재되어 있으므로 신뢰성 기반 확률론적 설계방법이 요구된다. 본 논문에서는 안전계수를 이용한 고전적인 설계 방법이 구조물의 안전을 보장하지 않는다는 확률론적 증거를 제시하기 위하여 단순화된 복합재 샌드위치 동체에 대해 PMS(Probabilistic Margin of Safety)를 계산하였다. 이 과정에서 CMCS(Crude Monte-Carlo Simulation)에 의해 계산된 확률밀도함수를 이용하였다. 더 나아가 신뢰성 기반 최적설계를 수행하고 효율적인 계산을 위해 RBDO-MPDF(RBDO by Moving PDF) 방법을 제시하였다. 본 논문의 결과는 구조물의 신뢰성을 보장하기 위한 개선된 설계 방법과 효율적인 신뢰성 기반 최적설계 방법 연구에 유용할 것이다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제35권2호
• /
• pp.163-168
• /
• 2011

설계단계에서 시스템의 불확실성을 반영하려는 노력이 다양하게 이루어지고 있으며, 강건 최적설계 혹은 신뢰도 기반 최적설계는 이에 대한 대표적인 설계 방법론이다. 실제 문제에 이러한 방법론을 적용하기 위해서는 성능함수의 통계적 모멘트와 손상확률에 대한 정확하고 효율적인 추정 방법이 필요하고, 더불어 최적화를 위한 방향탐색과정에서 요구되는 민감도 해석의 정확성 및 효율성이 확보되어야 한다. 본 연구에서는 함수근사모멘트 방법을 기존에 유도된 적분 형태의 민감도 해석 식에 적용하여 그 민감도 해석 결과의 정확성을 확인하고, 이를 대표적인 신뢰도 기반 최적설계 문제에 적용하고자 한다. 민감도 해석 결과 및 신뢰도 기반 최적설계 결과를 타방법의 결과와 비교하여 함수근사모멘트 방법의 타당성을 입증하고자 한다. 활용된 적분 형태의 민감도 해석은 손상확률 혹은 통계적 모멘트가 계산된 경우 추가적인 함수 계산 없이 민감도를 얻을 수 있는 효율적인 방법이다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제18권1호
• /
• pp.51-59
• /
• 2005

SLSV(single loop single vector)방법은 신뢰성기반 최적설계(reliability-based design optimization, RBDO)에서 중첩된 반복과정을 제거함으로써 최적설계의 과도한 계산비용 문제에 대한 해결책을 제시하고 있지만, 종종 수렴하지 못하거나 잘못된 해가 얻어지는 등의 불안정성, 부정확성 문제를 가지고 있어 그 활용이 제한적이다. 본 논문에서는 수정된 HMV(hybrid mean value)방법, Inactive Design, Active MPP(most probable point) Design의 적용을 통해 SLSV방법에 있어서 안정성과 효율성을 효과적으로 개선시킬 수 있는 수정된 SLSV방법을 제안하였고 또한 다양한 예제를 통해 수정된 SLSV방법의 유용성을 검증하였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제9권3호
• /
• pp.57-64
• /
• 1989

철근콘크리트 뼈대구조의 신뢰성 최적설계에 관한 연구를 제시한 것으로 파괴확률의 산정에서 AFOSM방법과 SOSM방법을 적용하였고, SLP 알고리즘을 바탕으로 하는 시스템 최적화 기법을 사용하였다. 신뢰성 최적설계를 예시할 목적으로 1층 2경간 철근콘크리트 뼈대에 대한 수치예를 제시하였다. 결과적으로 여기서 적용된 신뢰성 최적화 과정은 최적수준의 안전률은 비교적 정확하게 예측할 수 있게하며 어느정도 복잡한 실제 구조물에도 사용될 수 있다는 사실을 알수 있었다. 아울러 기본적인 변수의 확률분포 및 작용하중과 재료의 불확실성에 관한 민감도는 최적설계에 큰 영향을 미칠 수 있으며 AFOSM방법과 SOSM방법은 설계결과의 영향에 별 차이가 없으므로 본 연구 경우로 보아 시간적으로 경제성이 있는 AFOSM방법이 더 실용적이라고 볼 수 있다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제28권10호
• /
• pp.1458-1466
• /
• 2004

Deterministic optimum designs that are obtained without consideration of uncertainties could lead to unrealiable designs. Such deterministic engineering optimization tends to promote the structural system with less reliability redundancy than obtained with conventional design procedures using the factor of safety. Consequently, deterministic optimized structures will usually have higher failure probabilities than unoptimized structures. This paper proposes the reliability based design optimization technique fur apressure tank considering temperature effect. This paper presents an efficient and stable reliability based design optimization method by using the advanced first order second moment method, which evaluates a probabilistic constraint for more accuracy. In addition, the response surface method is utilized to approximate the performance functions describing the system characteristics in the reliability based design optimization procedure.