• 한국수자원학회논문집
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• 제31권3호
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• pp.327-335
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• 1998

상수관망은 상수공급시스템에서 핵심적인 부분이다. 주어진 상수공급시스템에서 배수관망에 대한 비용은 사업전체 비용에 대한 대부분을 차지하고 있다. 관망에 대한 설계과정 중에서 최적화기법을 사용하여 비용을 절감하기 위한 연구가 시도되었다. 주어진 상수관망 시스템의 설계시 고려되는 관경의 결정을 위해 유량해석과 최적화 기법이 연계되어 해석하는 반복기법이 적용되었다. 유량해석을 위해서 선형화기법이 되입되었고 관경의 최적화를 위해서 선형계획법에 기초한 개정 단체법을 이용하였다. 22개 관로와 35개 관로를 가진 실제관망에 본 모형을 적용한 결과 짧은 계산시간으로 최적화된 상용관을 결정할 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.217-224
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• 2020

본 논문에서는 초고층 건물의 철근콘크리트 아웃리거 벽체 개구부의 최적설계를 위한 수학적 최적화 프레임워크를 제시하였다. 전용 유한요소해석 프로그램을 이용하여 아웃리거 벽체를 해석하였으며 깊은 보의 스트럿-타이 거동을 고려하여 개구부를 배치하였다. 최적화를 위해 파이썬 SciPy 라이브러리 중 순차이차계획법(Sequential Quadratic Programming)을 이용하여 제약 경계 최적화를 수행하였다. 최적화에 필요한 미분가능한 연속 함수를 얻어내기 위해 선형 보간법을 사용하였으며, 최적화 프로그램의 효율성을 위해 데이터베이스를 이용하였다. 2변수 최적화의 결과를 탐색 알고리즘의 이동 경로를 통해 살펴본 결과 알고리즘이 최적화된 결과를 효율적으로 찾아냄을 확인하였다. 그리고 개구부의 폭을 모두 같게 설정한 것이 아닌 각각의 개구부의 크기를 개별 변수로 설정하였을 경우 목적함수의 값이 최소화되어 더 우수한 최적화 결과를 도출함을 확인하였다. 또한, 최적화의 과정에 있어 데이터베이스를 이용할 경우 최적화 시간을 효과적으로 단축시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권4호
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• pp.213-221
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• 2013

이 논문에서는 반무한 고체영역의 표면에서 측정한 변위응답의 시간이력으로부터 유한요소망 연속기법을 이용해 탄성파 속도의 공간적 분포를 추정하는 역해석 문제를 소개한다. 반무한 영역에서의 역해석을 위해서는 해석 대상이 되는 유한영역의 경계에서 파동의 반사가 일어나지 않도록 하는 것이 중요하다. 이를 위해 유한영역의 경계면에 perfectly-matchedlayers(PMLs)라는 수치적 파동흡수층을 도입하였고, PML을 경계로 하는 유한영역에서 역해석 문제를 정의하였다. 이 문제를 탄성파동방정식을 구속조건으로 하는 최적화 문제로 표현하였으며, 라그랑주 승수법에 기초한 비구속 최적화 기법에 의해 탄성파속도의 최적 분포를 결정하였다. 해의 정확도와 수렴성을 높이기 위해 유한요소망 연속기법을 도입하여 점진적으로 밀도가 증가하는 유한요소망에 대해 연속적으로 역해석을 수행하였다. 1차원 예제들을 통해 유한요소망 연속기법을 이용한 역해석으로부터 탄성파속도의 분포를 정확히 추정할 수 있음을 확인하였으며, 측정 응답에 노이즈가 존재하는 경우에도 제안한 역해석 기법은 목표 탄성파속도 분포에 근사한 결과를 도출하였다.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제3권1호
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• pp.23-28
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• 2015

본 논문은 GHP 에 사용되고 있는 이중 쉘-튜브형 배기가스 열교환기의 설계 변수의 변화에 따라 열전달 및 마찰특성 변화를 알아보기 위해 CFD 와 RSM 을 이용하여 최적화를 수행하였다. CFD 해석은 복잡한 형상의 열교환기 해석에 유용한 도구이나, 해석결과를 얻기까지 많은 시간이 소요된다. 이러한 해석시간을 줄이고, 유용한 결과를 얻기 위해 RSM 과 병행하여 최적화 설계를 진행하였다. 시뮬레이션 결과를 이용한 RSM 해석결과, 배플 6 개, 튜브 25 개에서 최적화되었으며, 기존 보다 차압 및 열전달 성능이 약 12.2% 개선되었다. 이러한 CFD 와 RSM 을 이용한 최적화 기법은 다양하고 복잡한 형상의 열교환기 해석에 유용함을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.709-712
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• 2010

본 논문은 개미군락최적화 알고리즘을 이용한 트러스 구조물의 설계최적화에 대한 이론적 배경과 수치해석 결과를 기술하였다. 트러스의 설계최적화를 수행하기 위하여 구조물의 중량을 최소화하는 것을 목적 함수로 하고 구조물에서 발생하는 응력과 변위의 허용치를 초과하지 않는 것을 구속조건으로 이용하였다. 본 연구에서는 개미군락알고리즘을 구조물의 최적화에 적용하기 위하여 외판원문제(travelling salesman problem: TSP)를 재 정의하는 방법을 사용하였으며 최대-최소개미시스템(max-min ant system)을 도입하여 트러스 구조물의 최적설계를 수행하였다. 이때 이산화 된 설계변수를 사용하였으며 구속조건을 처리하기 위해서 벌점함수를 사용하였다. 본 연구를 통하여 개미군락최적화 알고리즘은 구조최적화에 그 적용 가능성이 높았으며 전통적인 최적검색 기법의 새로운 대안으로 이용될 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권8호
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• pp.649-656
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• 2013

고양력장치는 항공기의 이착륙 및 실속성능에 큰 영향을 미친다. 그러므로, 이 논문에서는 주어진 2차원 플랩 형상에 대하여 가장 최적화된 플랩 위치와 변위각을 얻는 슬롯티드 플랩 설계 최적화 프로세스을 제안하였다. 플랩 변위각 및 Gap, Overlap을 양력을 증가시키는 주요 변수로 생각하였고, 정확한 해석결과를 위해 공력해석 소프트웨어로 ANSYS Fluent 13.0.0$^{(R)}$을 사용하였다. 최적화된 형상은 SQP(Sequential Quadratic Programming) 알고리즘을 통해 도출됐으며, 최적화된 플랩과 함께 ADSP(Aircraft Design Synthesis Program) in-house 성능해석 코드를 사용하여 항공기의 성능을 시험하였고, 이착륙 거리, 실속속도 등의 성능변수들이 KAS-VLA 인증규정을 만족하는 결과를 얻었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권8호
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• pp.36-43
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• 2003

본 연구에서는 탑재체 장착을 위한 인공위성의 탑재부에 대한 모듈 단위 구조 최적설계를 수행하였다. 구조 최적화에 있어, 고유진동수 및 응력과 같은 일반적인 제한조건이외에 우주 발사환경에서 특별히 고려하는 링클링, 딤플링, 크림핑 응력과 같은 하니컴 부재의 불안정성 조건 및 론저론의 크리플링 파단을 추가로 고려하였다. 이러한 다양한 제한 조건을 포함하기 위해, 본 연구에서는 최적화프로그램과 구조해석프로그램을 연결하여 해석을 수행하였다. 해석 결과 탑재모듈의 최적화에 큰 영향을 미친 제한 조건은 고유진동수, 크리플링 그리고, 링클링 임을 알 수 있었다. 또한 설계변수들의 변화를 통해서 탑재모듈의 구조적인 특성에 가장 많은 영향을 주는 부재를 확인 할 수 있었다. 결론적으로, 탑재모듈의 특수한 제한조건을 고려한 최적화를 통해서 주어진 조건에 더 효율성 있고 안정성 있는 탑재모듈의 구조 최적화설계를 도출할 수 있었다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제12권4호
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• pp.18-25
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• 2018

가공의 정밀도와 난삭재 가공이 요구되는 항공기부품용 공작기계의 헤드프레임 구조는 정밀 고속가공을 위해 경량화 및 절삭력에 의한 변형최소화가 필요하다. 본 논문에서는 고강성 경량화 구조 최적설계를 위해 유한요소해석을 수행하여 초기형상을 설계하였고, 컴플라이언스를 최소화하여 경량, 고강성 및 저진동 구조의 위상 최적화 설계를 수행하였다. 최적화 설계결과 프레임 중량은 17.3% 감소되었고, 최대 처짐량은 0.007 mm 이하, 고유진동수는 30.6% 증가되었다. 구조 정강성은 각 축 방향으로 증가되었고, 동강성은 축에 따라 상반된 결과를 나타내었다. 위상 최적화 설계 구조에서 저진동의 고강성을 갖는 최적화된 구조를 확인하였다.

• Composites Research
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• 제30권1호
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• pp.52-58
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• 2017

본 논문에서 제시한 복합재 날개 구조물의 최적설계 기법은 파손모드를 통합한 최적화 프레임 웍을 사용하여 복합재 날개 구조물의 안전율을 자동으로 계산한다. 개발된 최적화 프레임 웍은 복합재 구조물의 설계요소에 가장 큰 영향을 주는 파손모드 즉, 최초 파손모드, 좌굴 파손 모드 및 베어링-바이패스 파손을 확인하여 구축된 적층 데이터베이스 안에서 적층수를 찾아낸다. 이는 개발과정에서 수정 및 반복되는 설계 및 해석 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다. 설계변수는 계단형태로 이루어진 적층 데이터베이스이며 응답은 변형률, 좌굴, 볼트 주변부의 응력장이며 목적함수는 날개구조의 질량이다. 그리고 최적화 프레임 윅을 구동하는 Composite Optimizer의 해석결과를 검증하기 위하여 유한요소모델의 좌굴해석 결과와 비교하여 유효성을 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권6호
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• pp.519-526
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• 2009

본 논문에서는 커나드와 테일핀을 가진 지대지 유도미사일이 대기권을 비행할 때 최대 사거리를 갖기 위한 효율적인 외형 형상 최적화 기법 연구에 대하여 기술하였다. 이를 위하여 비행궤적 해석 기법과 최적화 기법을 연계하여 미사일의 사거리 증대를 위한 외형 형상 최적화 전산 프로그램 시스템을 구축하였다. 비행궤적 해석부분에서는 반실험적 기법을 이용한 공력해석프로그램인 Missile DATCOM을 직접 연결하여 운동방정식 계산에 필요한 공력계수들을 계산 시간 단계 마다 효율적으로 제공할 수 있게 하였고 최고점 이후의 활공비행 구간에서는 최대 양항비를 갖는 Trim 조건 계산 모듈을 첨가하여 활공비행전 영역에서 최대 양항비 상태에서 지속적으로 비행한다는 가정으로 계산 하였다. 최적화 기법으로는 Response Surface Method(RSM)를 적용하여 계산 시간 효율화를 꾀하였다.