• 제목/요약/키워드: 최적형상함수

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실험계획법을 적용한 포의 강선 형상최적설계 (Barrel Rifling Shape Optimization by Using Design of Experiment Approach)

  • 강대오;우윤환;차기업
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권8호
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    • pp.897-904
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    • 2012
  • 강선설계문제는 실수형 설계변수인 형상변수와 정수형 설계변수인 강선의 개수로 이루어져 있다. 또한, 탄이 강선의 통과하는 거동을 표현하기 위하여 비선형 유한요소 해석을 사용하므로 많은 해석시간이 요구된다. 따라서, 본 연구에서는 실험계획법 기반의 효율적인 강선설계 방법을 제안한다. 첫 번째로, 3 개의 형상변수와 1 개의 정수형 변수를 포함하는 4 개의 설계변수에 대해서 보스의 직교배열표를 사용하여 25 개의 실험점을 생성한 후 각 실험점에 대해서 비선형 유한 요소 해석을 수행한다. 다음으로는 포열에서 탄이 탈출할 때의 탄의 속도와 각속도를 만족시키는 동시에 탄의 저항력을 최소화 하기 위해서 가상설계개념을 수행한다. 제안하는 가상설계개념은 설계 목적과 제약조건 그리고 효과분석을 포함하는 범함수로 생성된다. 마지막으로 가상설계개념으로부터 주어지는 새로운 설계는 초기 설계보다 나은 결과를 보여주고 있다.

항공기 보조연료탱크의 연료량 측정센서 위치 최적설계 (Design Optimization of Fuel Sensor Location in Aircraft Conformal Fuel Tank)

  • 정규성;양준모;이상철;이용식;이재욱
    • 한국항공우주학회지
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    • 제46권4호
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    • pp.332-337
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    • 2018
  • 본 논문은 항공기 보조연료탱크에서 연료량을 측정하는 센서 위치를 최적화하는 설계를 보여준다. 항공기의 임무반경을 증가시키기 위해 활용되는 보조연료탱크에서 보조연료탱크 내의 연료량을 측정하는 센서 위치는 측정 정확도를 결정하는 중요한 설계변수이다. 본 연구에서는 연료가 센서에 접촉되지 않아 측정하지 못하는 연료량, 즉 측정불가 연료량의 최소화를 목적함수로 설정하여 센서 위치를 최적설계 하였다. 항공기 보조연료탱크의 CATIA 형상 모델을 단순화한 근사모델에서 센서 위치에 따른 측정불가 연료량을 계산하고, MATLAB의 최적화 Solver와 연동하여 최적설계를 수행하였다. 설계 결과 얻은 최적 센서 위치는 Parametric study를 통해 얻은 결과와 비교하여 검증하였다.

유전알고리즘을 이용한 철근콘크리트보의 이산최적설계 (Discrete Optimum Design of Reinforced Concrete Beams using Genetic Algorithm)

  • 홍기남;한상훈
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제9권1호
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    • pp.259-269
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    • 2005
  • 본 연구에서는 철근콘크리트 연속보의 이산최적설계를 수행하기 위해서 유전알고리즘을 적용하였다. 콘크리트, 거푸집, 주철근 및 스터럽의 경비를 포함한 경비 최소화를 목적함수로 하였고, 제약조건으로는 휨강도와 전단강도, 처짐, 균열, 철근간격, 피복두께, 철근비 상 하한치 및 단면형상에 대한 기하학적 제약조건과 더불어 주철근의 정착을 고려하였다. 보의 폭과 유효깊이, 철근량을 설계변수로 취하였으며, 설계변수 값은 실무에서 사용되는 단면치수와 철근량을 데이터베이스화한 이산집합으로부터 선택되도록 하였다. GA의 신뢰성을 검증하기 위해서 이산변수로 철근콘크리트보에 대한 최적설계를 수행한 기존 문헌과 그 결과값을 비교 검토하였으며, GA의 적용성 및 효율성을 보이기 위하여 국내 구조설계기준을 만족하는 3경간 및 5경간 철근콘크리트보에 대해 이산최적설계를 수행하였다.

마이크로 유전자 알고리즘을 이용한 외부 수압을 받는 필라멘트 와인딩 복합재 원통의 최적 설계 (Optimal Design of Filament Wound Composite Cylinders under External Hydrostatic Pressure using a Micro-Genetic Algorithm)

  • 문철진;권진회;최진호
    • Composites Research
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    • 제23권4호
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    • pp.14-20
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    • 2010
  • 본 연구에서는 마이크로 유전자 알고리즘을 이용하여 외부 수압을 받는 필라멘트 와인딩 복합재 원통의 최적설계를 수행하였다. 목적함수는 파손하중과 좌굴하중을 동시에 고려하여 설계하중을 최대화하는 것이다. 좌굴 및 파손해석은 MSC.NASTRAN을 이용하였고, Carroll의 공개된 마이크로 유전자 알고리즘에 기초한 최적화작업을 수행하였다. 설계변수로는 헬리컬(helical) 와인딩 각도와 후프(hoop) 와인딩 층의 두께비가 고려되었다. 본 연구를 통해 마이크로 유전자 알고리즘을 이용하여 다양한 형상을 갖는 필라멘트 와인딩 복합재 원통의 좌굴 및 파손하중 최적화가 가능함을 확인하였고, 제안된 알고리즘이 일반 유전자 알고리즘과 비교해서도 높은 효율을 보였다.

자동차 브레이크 패드 마모량 측정센서 브라켓의 다이나믹크리깅 대리모델 기반 설계최적화 (Design Optimization of Bracket for Wear Sensor of Automobile Brake Pads Based on Dynamic Kriging Surrogate Model)

  • 정준영;유정주;변경석;조현규
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제37권2호
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    • pp.95-101
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    • 2024
  • 본 논문에서는 다이나믹크리깅 대리모델 기반 자동차 브레이크 패드 마모량 측정센서 브라켓의 설계최적화를 소개한다. 브레이크 작동시 마찰재 바닥의 온도가 600℃ 이상으로 상승하고, 이 열이 전달되어 센서의 기능을 상실시킨다. 따라서 열전달을 최소화하는 브라켓 형상의 설계최적화는 필수적이다. 최적화에 소요되는 계산비용을 절감하기 위해 다이나믹크리깅 대리모델로 열전달 시뮬레이션을 대체하였다. 다이나믹크리깅은 최적의 상관함수와 기저함수를 선정하였으며, 정확한 대리모델을 도출하였다. 최적화 결과 센서위치의 온도가 초기모델에 비해 7.57% 감소하였으며, 이를 열전달 시뮬레이션으로 다시 한번 확인하여 대리모델 기반 최적설계가 유의미함을 검증하였다.

확장 B-spline 기저 함수를 이용한 레벨셋 기반의 형상 최적 설계 (Level Set based Shape Optimization using Extended B-spline Bases)

  • 김민근;조선호
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2008년도 정기 학술대회
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    • pp.391-396
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    • 2008
  • A level set based topological shape optimization using extended B-spline basis functions is developed for steady state heat conduction problems. The only inside of complicated domain is identified by the level set functions and taken into account in computation. The solution of Hamilton-Jacobi equation leads to an optimal shape according to the normal velocity field determined from the sensitivity analysis, minimizing a thermal compliance while satisfying a volume constraint. To obtain exact shape sensitivity, the precise normal and curvature of geometry need to be determined using the level set and B-spline basis functions. The nucleation of holes is possible whenever and wherever necessary during the optimization using a topological derivative concept.

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직교배열표와 유한요소해석을 이용한 너클의 형상최적설계 (Shape Optimization Design of the Knuckle using the Orthogonal Array and the Finite Element Analysis)

  • 박영철;이권희;이동화;이강영
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제11권3호
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    • pp.138-144
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    • 2003
  • Recently, the weight reduction of vehicle influences its environment problems and performances. It is a trend that a lot of parts have been currently changed to an aluminum alloy from steel materials. In this study, the shape optimization using an orthogonal array is performed to determine the design of the knuckle which is a part of suspension system. With the material of the weight reduction was achieved by satisfying the constraints of a strength requirement. The orthogonal array of $L_{18}$ is introduced to find the optimum design variables that considers the shape of the knuckle. The characteristic function composed of the objective and the construct is defined to the feasibility. Comparing to the weight of the initial design with steel materials that of optimum design with aluminum alloy material is reduced by 60%.

RP를 이용한 미세기어 하우징 성형에 관한 연구 (A Study on the Forming of Eine Gear Housing using Rapid Prototyping)

  • 김성욱;이기성;이승수;김민주;전언찬
    • 한국공작기계학회:학술대회논문집
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    • 한국공작기계학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.441-447
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    • 2003
  • In the study, we described on the 3D solid model be made on the AutoCAD haved an effect on the deviation of form as RP manufactures the facetres. The STL file improved the deviation of form as the facetres value but the deviation of form have the difference a little as the RP system. In result, we ruled the correlation with the 3D solid model and the RP sample manufacturing, with manufacture RP sample according to facetres value in complex shape. And we developed the program which recombination the STL file that we make use of the AutoLISP.

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최적화기법인 DEAS를 이용한 비용함수의 형상정보 추출 (Extraction of Shape Information of Cost Function Using Dynamic Encoding Algorithm for Searches(DEAS))

  • 김종욱;박영수;김태규;김상우
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제13권8호
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    • pp.790-797
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    • 2007
  • This paper proposes a new measure of cost function ruggedness in local optimization with DEAS. DEAS is a computational optimization method developed since 2002 and has been applied to various engineering fields with success. Since DEAS is a recent optimization method which is rarely introduced in Korean, this paper first provides a brief overview and description of DEAS. In minimizing cost function with this non-gradient method, information on function shape measured automatically will enhance search capability. Considering the search strategies of DEAS are well designed with binary matrix structures, analysis of search behaviors will produce beneficial shape information. This paper deals with a simple quadratic function contained with various magnitudes of noise, and DEAS finds local minimum yielding ruggedness measure of given cost function. The proposed shape information will be directly used in improving DEAS performance in future work.

LHS를 이용한 6MW BLDC 전동기의 코깅토크 최소화 연구 (A Study of Cogging Torque Minimization for a 6MW BLDC Motor by using Latin Hypercube Sampling strategy)

  • 우성현;신판석
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2008년도 추계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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    • pp.32-34
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    • 2008
  • Latin Hypercube sampling strategy(LHS)는 출력변수에 의한 목적함수들의 기댓값의 추정을 위한 입력변수를 생성하는데 사용할 수 있는 샘플링 포인트 추출 방법으로, 샘플링 포인트의 "quality"를 향상시켜준다. multi-objective Pare optimization 에 근거한 LHS와 ($1+\lambda$) 진화기법으로 이루어진 최적화 algorithm을 제안 하였고, 이를 이용하여 6MW BLDC 전동기의 코깅토크를 최소화 하였다, 총 2단계의 최적 설계를 통해 초기형상의 코킹토크에 비해 19%로 감소하였다.

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