• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.19 no.2 s.72
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• pp.213-219
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• 2006

Topology optimization problem requires numerous repeated evaluations of objective function and design sensitivity for elements within design domain with various density distributions. The recently proposed two-level condensation scheme(TLCS) is very promising for the construction of reduced system and for an accurate and efficient analysis concerned about eigenvalue and dynamic problems. We used the two-level dynamic condensation scheme for the analysis and sensitivity computation part in the structural topology optimization problem. The results of the topology optimization for the reduced system show the TLCS provides high accuracy and computation efficiency compared to the full scale system within engineering accuracy.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 1991.07a
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• pp.88-101
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• 1991

충주댐 및 소양강댐 유역에 대해 현재 한국수자원공사에서 개발 사용되고 있는 저류함수 유출모형에 최적화 기법을 적용하여 모형을 효율적으로 자동보정 하기위함이 본 연구의 목적이다. 최적화 기법으로는 다양한 조건하에서도 해의 안정성이 Gradient-Based 방법보다 우수한 직접 탐색법(Direct Search Method)의 하나인 Pattern-Search법으로 선정하였으며 목적함수로는 산정된 유출과 관측치의 편차의 제곱에 대한 누계치로 정의하였다. 합성유입량(Synthetic Inflow)을 이용한 민감도 분석에 의해 매개변수 5개(유역 저류상수 및 지체시간, 포화우량, 하도의 지체시간)를 결정변수로 선정하였다. 또한 실시간 모형의 보정을 위하여 최적화 모형의 수렴조건을 분석한 결과 P-S 법의 증분 감소횟수 2회가 합리적으로 나타났다. 본 모형을 충주댐 및 소양강댐의 과거 홍수사상에 대해 적용하였으며 댐지점에서 전체유역을 일괄 보정하는 방법과 댐 상류 수위국을 기준으로 나눈 중유역별로 일괄 보정하는 방법을 채택하여 분석하였다. 실시간 보정된 모형의 예측기능을 시험한 결과 상당한 오차발생의 여지가 충분하며 중유역별 매개변수의 보정은 대유역 일괄보정에 비해 예측에 따른 오차를 줄일 수 있는 방법의 하나이다. 또한 최적화 기법에 의한 매개변수의 자동 보정은 시행착오에 의한 수동보정의 경우보다 시간 및 노력면에서 효율적이며 보다 신뢰성 있는 보정을 실시 할 수 있다.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.21 no.2
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• pp.193-201
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• 2009

Structural design of most nonprismatic Pre-Engineered Building Systems (PEBS) is performed using optimizing software developed in foreign countries. In this study, a structural optimizing software for the design of 3-D structures of nonprismatic PEBS is developed according to the allowable stress design method of AISC2005 and KBC. Optimizing structural design with nonprismatic members is carried out by repeating the process of structural analysis and member design to minimize the weight of a structure. According to the optimizing design results of 2-D and 3-D structures with nonprismatic members, there are considerable steel savings in designing structures with nonprismatic H-shaped built-up sections rather than with H-shaped rolled sections. When H-shaped built-up sections were used, the weight of the structural steel was reduced when AISC2005 specification rather than AISC1898 was used in the design. It is therefore concluded that utilizing the new AISC2005 specification is safer in preventingweb buckling because the height of a member is designed to be small despite some differences depending on the structural type.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.402-402
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• 2019

최근 기후변화에 따른 용수사용량의 계절별 변화가 나타나고 있다. 따라서, 효율적인 용수 관리에 대한 관심은 배수지 및 송수 시스템의 운영을 넘어 정수장의 운영에서도 그 변화가 나타나고 있다. 수질관리 측면에 다소 집중되었던 정수장 운영의 중요도는 수량을 함께 관리하는 방향으로 변화할 것으로 전망되며, 따라서 취수 단계에서부터 용수 공급의 전 과정을 고려하는 지능형 정수장 관리시스템이 주목받고 있다. 상수도 공급을 위한 정수장의 운영은 크게 원수의 취수 및 도수, 정수처리, 정수된 용수의 저장, 배수 및 급수의 과정으로 구분할 수 있다. 이때, 원수의 취수와 도수, 정수처리 과정에는 상대적으로 긴 시간이 소요되므로, 정수장의 운영 관리자는 이러한 지연시간을 감안해서 배수지의 상태를 예측하여 취수계획을 결정해야 한다. 한편, 정수장 시설을 운영하기 위해서는 전력이 소모되며, 산업전력 단가는 시간대별 변동폭이 큰 것으로 알려져 있다. 따라서, 정수장의 효율적인 운영을 위해서는 용수의 수요예측과 배수지 수위변동, 취수 및 정수설비의 규모 등을 고려하는 동시에, 전력 단가가 낮은 시간대에 설비를 집중적으로 운영할 수 있는 계획을 수립해야 한다. 본 연구에서는 선형계획법(Linear Programming, LP)을 이용하여, 수요예측을 바탕으로 장기취수계획을 수립하기 위한 방안을 세 가지로 구분하였으며, 각각의 장단점을 다음과 같이 예상하였다. 1) 24시간 간격으로 시간당 취수계획을 수립하는 최적화 방안, 2) 24시간의 시간당 취수계획을 1시간 간격으로 수립하는 실시간 최적화 방안, 3) 전체 모의기간 동안의 시간당 취수계획을 한번에 수립하는 최적화 방안. 24시간 간격 최적화는 수립 및 적용이 간단한 반면, 실시간 수요변화를 고려할 수 없어 단위시간(24시간) 후반부의 최적화 효율이 떨어지는 단점이 있다. 1시간 간격의 실시간 최적화는 수요변화를 가장 정확히 반영하는 반면, 최적화 수행 횟수가 증가하는 단점이 있다. 전체 모의기간 최적화는 장기 수요예측을 고려한 탄력적 취수계획을 수립하는 반면, 수요예측의 불확실성에 따른 오차 발생위험이 크다. 본 연구에서는 국내 H 정수장을 대상으로 각각의 최적 취수계획 수립 방안을 정수장 운영의 안정성, 탄력성, 경제성 등을 기준으로 비교, 분석하였다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.34 no.4
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• pp.1053-1063
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• 2014

This study presents a sustainable design method that optimizes the embodied energy of concrete beam based on the concept of sustainable development that effectively utilizes natural resource and energy within the range that our succeeding generation can afford to utilize. In order to get the flexural strength carrying the ultimate load, concrete beam sections are designed by optimization that consists of the embodied energy as a objective function and the requirements of design code as constrained conditions. The sustainable design can be used to minimize the embodied energy consumed in material production, construction, operation, demolition of the infrastructure. As a result of comparison of the cost and the embodied energy optimizations based on practical beam sections, it is shown that 20% embodied energy saving and 35% $CO_2$ emission saving are achieved by sacrificing 10% cost increase. The sustainable design method provides a new effective methodology that manages the strength design concept based on cost minimization together with economic feasibility and sustainability. In addition, the method is expected to be applied to more various structural design practices.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.51 no.4
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• pp.281-291
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• 2018

Harmony search algorithm (HSA), developed by Hydrosystem lab. in Korea University in 2001, was a new meta-heuristic optimization algorithm inspired by the iterative improvision process of Jazz music players where the best harmony is eventually produced. HSA is now one of the most well-known meta-heuristic algorithms (as proven by its cited number of the first published paper more than 3,600 times as of January 11th 2018 based on Google Scholar citation) and has been applied to diverse research domains such as not only water resources and civil engineering but also in medical science, business, and humanities. This paper is a review article written with the wish for wider application of HSA and other optimization algorithms, especially in the domain of water resources engineering. Therefore, this paper first briefly introduces the mechanism and operators of HSA and then reviews its application area and citation frequency per research domain. In addition, recent globalization of HSA will be investigated and summarized by checking the current status of related international conferences and on-going research projects. After reviewing previous domestic papers with optimization algorithms specifically published in the water resources domain, this paper is finalized by delivering some suggestions to encourage the application of optimization algorithms including HSA.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.52 no.5
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• pp.564-573
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• 2014

Economic optimization of cumene manufacturing process to produce cumene from benzene and propylene was studied. The chosen objective function was the operational profit per year that subtracted capital cost, utility cost, and reactants cost from product revenue and other benefit. The number of design variables of the optimization are 6. Matlab connected to and controlled Unisim Design to calculate operational profit with the given design variables. As the first step of the optimization, design variable points was sampled and operational profit was calculated by using Unisim Design. By using the sampled data, the estimation model to calculate the operational profit was constructed, and the optimization was performed on the estimation model. This study compared second order polynomial and support vector regression as the estimation method. As the sampling method, central composite design was compared with Hammersley sequence sampling. The optimization results showed that support vector regression and Hammersley sequence sampling were superior than second order polynomial and central composite design, respectively. The optimized operational profit was 17.96 MM$ per year, which was 12% higher than 16.04 MM$ of base case.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.35 no.1
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• pp.37-49
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• 2002

The application of conventional method for optimizing firm water supply and hydro-electric power generation has some limitation during abnormal or extreme drought periods. Hashimoto et al. (1982) suggested there risk evaluation criteria such as reliability, resilience, and vulnerability. These three criteria have been incorporated into a mixed-integer programming model for evaluating the possible performance of water- supply reservoir (Moy et al., 1986; Srinivasan et al., 1999). However, till now, these kind of researches have been conducted only for water-supply reservoir. Therefore there have been no other study for multi-purpose dam including hydro-electric power generation. This study presents an improved formulation of the previous model for evaluating a multi-purpose reservoir system operation considering water supply and hydro-electric power generation. The modified model was applied to the Daechung multi-purpose reservoir system in the Keum river basin to demonstrate the efficiency of the improved formulation.

• Proceedings of the KOR-KST Conference
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• 1998.10a
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• pp.342-351
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• 1998

노면표시는 운전자에게 시선유도와 각종 규제 및 지시에 대한 정보를 제공함으로써 교통안전 및 소통에 도움을 주는 시설로써 주야간의 시인성 확보가 중요하며 이를 위해서는 반사화가 필요하다. 노면표시의 반사성능은 유리알 (Glass Bead)의 함량 및 종류, 용융온도, 도료의 색도등 각 영향인자에 의해 결정되지만 현재는 시공법 및 관련 연구의 미흡으로 현행기준의 최하수준을 상회하는 정도로 제공되고 있다. 따라서 본 연구에서는 노면표시의 시공에 관계되는 각 요인중 반사성능가 내구성에 영향을 미치는 주요인자 및 반사성능을 최적화하기 위한 인자별 최적조합을 도출하였다. 연구결과 유리알 살포량이 중량비로 25%-30%, 용융시 온도가 $188^{\circ}C$$\pm$$10^{\circ}C$일 때 노면표면시의 반사성능이 최적화됨을 밝혀내었다. 또한 유리알의 품질개선과 함께 황색 노면표시의 재귀반사 휘도계수 기준을 현재 기준보다 상향조정할 필요성이 있음을 제안하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.10 no.1
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• pp.19-24
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• 2009

Structural Dynamics Modification (SDM) is a very effective technique to improve structure's dynamic characteristics by adding or removing auxiliary structures, changing material properties and shape of structure. Among those of SDM technique, the method to change shape of structure has been mostly relied on engineer's experience and trial-and-error process which are very time consuming. In order to develop a systematic method to change structure shape, surface grooving technique is studied and successfully applied to HDD cover model. To verify Surface Grooving Technique, fully embossed HDD cover model was optimized. And comparing with previous optimization result, the effectiveness of this surface grooving technique was checked. The shape of groove and 1 st natural frequency were converged to the same result of previous optimization.