• 콘크리트학회지
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• 제1권1호
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• pp.87-94
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• 1989

철근콘크리트 뼈대구조와 같이 설계변수가 과다하고, 제약조건식이 복잡한 구조물의 최적화를 위하여는 구조물을 여러개의 부분구조물로 분할하여 최적해를 구하는 분할법이 많이 사용되고 있다. 그러나 기존의 분할법에 의한 최적화는 구조해석과정과 고정된 부재력에대한 단면설계변수의 부분최적화 과정만으로 이루어지기 때문에, 최적해를 구하려면 반복적인 재해석과정만을 수행하지 않으면 안된다. 따라서 본 연구에서는 다단계분할법에 의하여 철근콘크리트 뼈대구조의 최적화 문제를 3단계로 형성하고, 분할된 부분최적화문제의 최적화시 전체구조의 강성 및 부재력 변화가 반영되어 부분 구조물의 결합을 유지시킬 수 있는 최적화 알고리즘을 제안하였다. 최적화 문제에서 설계변수로는 단면의 크기, 철근량, 모멘트 재분배율등을 취하고,목적함수는 경비함수, 제약조건으로는 강도설계법에 의한 부재강도, 시방서의 요구사항등을 고려하여 문제를 형성하였다. 본 연구에서 개발한 다단계 최적화과정의 첫째 단계에서는 탄성해석에 의하여 재분배모멘트의 설계공간을 형성한다. 이 때 부재력변화량추정(forece approximation technique)에 의하여 단면치수의 변화에 따른 부재력의 변화를 제약조건식 내에 포함시킬 수 있도록 하였다. 둘째 단면에서는 첫째 단계에서 구한 부재력변화량추정이 포함된 제약조건식 내에서 무제약최소화기법에 의하여 단면치수를 최적화하도록 하였다. 셋째 단계에서는 재분배 모멘트를 최적화하였으며, 이 때 재분배모멘트의 변화에 따른 단면설계 변수의 변화는 둘째 단계에서 구한 설계민감도(design sensitivity)를 이용하여 반영시키도록 하였다. 제안된 알고리즘을 1층 2경간 및 2층 1경간 뼈대구조에 적용하여 알고리즘의 타당성과 효율성을 입증하였다. 따라서 본 연구의 알고리즘은 철근 콘크리트 뼈대구조의 최적설계에 안정성있게 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한조선학회논문집
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• 제47권3호
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• pp.430-437
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• 2010

In this paper, we develop a shape design optimization method for thermo-elastoplasticity problems that is applicable to the welding or thermal deformation problems of ship structures. Shell elements and a programming language APDL in a commercial finite element analysis code, ANSYS, are employed in the shape optimization. The point of developed method is to determine the design parameters such that the deformed shape after welding fits very well to a desired design. The geometric parameters of surfaces are selected as the design parameters. The modified method of feasible direction (MMFD) and finite difference sensitivity are used for the optimization algorithm. Two numerical examples demonstrate that the developed shape design method is applicable to existing hull structures and effective for the structural design of ships.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권4호
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• pp.894-900
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• 2000

Optimization of chassis frame is performed according to the minimization of eleven responses representing one total frame weight, three natural frequencies and seven strength limits of chassis frame that are analyzed by using each response surface model from D-optimal design of experiments. After each response surface model is constructed form D-optimal design and random orthogonal array, the main effect and sensitivity analyses are successfully carried out by using this approximated regression model and the optimal solutions are obtained by using a nonlinear programming method. The response surface models and the optimization algorithms are used together to obtain the optimal design of chassis frame. The eleven-polynomial response surface models of the thirteen frame members (design factors) are constructed by using D-optimal Design and the multi-disciplinary design optimization is also performed by applying dual response analysis.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권6호
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• pp.1616-1623
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• 2000

A diaphragm spring is an important component of a clutch assembly, characteristics of which depends largely on that of a diaphragm spring. A diaphragm spring is subject to high stress concentration in driving condition, which frequently causes cracks and fracture around finger area. In this paper, behavior of a diaphragm spring is analysed by finite element method to calculate sensitivity of design parameters, which is used to perform optimal design of diaphragm spring shape. As an object function, hoop stresses are taken and minimized to improve durability. Characteristics of the diaphragm is used as equality constraint to maintain the original design purpose and sequential linear programming(SLP) is utilized as an optimization tool. With optimized design, it is verified that concentrated stress is decreased maintaining release load characteristic.

• 대한기계학회논문집A
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• 제25권2호
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• pp.182-191
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• 2001

The paper describes the improvement on concurrent subspace optimization(CSSO) via automatic differentiation. CSSO is an efficient strategy to coupled multidisciplinary design optimization(MDO), wherein the original design problem is non-hierarchically decomposed into a set of smaller, more tractable subspaces. Key elements in CSSO are consisted of global sensitivity equation, subspace optimization, optimum sensitivity analysis, and coordination optimization problem that require frequent use of 1st order derivatives to obtain design sensitivity information. The current version of CSSO adopts automatic differentiation scheme to provide a robust sensitivity solution. Automatic differentiation has numerical effectiveness over finite difference schemes tat require the perturbed finite step size in design variable. ADIFOR(Automatic Differentiation In FORtran) is employed to evaluate sensitivities in the present work. The use of exact function derivatives facilitates to enhance the numerical accuracy during the iterative design process. The paper discusses how much the automatic differentiation based approach contributes design performance, compared with traditional all-in-one(non-decomposed) and finite difference based approaches.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.1201-1205
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• 2010

최근 몇 년간 기후변화에 의해 기상이변이 발생하고 있으며 이에 따른 집중호우로 인한 홍수피해가 심각한 수준으로 발생하고 있다. 이에 수문기상학적 요소와 특성인자들의 정확한 상호 연관성의 규명과 공간적 변동성 해석은 강우-유출 모형에서 발생하는 불확실성을 감소시키는데 중요한 요소라고 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 레이더 강우 격자 해상도와 지형인자 격자 해상도에 따라 강우-유출모형이 어떻게 반응하는지 분석하였다. 본 연구에서는 가-분포 강우-유출 모형인 ModClark 모형을 이용하여 강원도 인제군의 내린천 유역을 대상으로 광덕산 레이더자료를 이용하였다. ModClak 모형 구성을 위한 GIS 지형공간 자료는 30m, 150m, 250m, 350m 격자크기의 DEM을 사용하였으며, 2006년 7월 14일부터 7월 17일까지의 관측레이더 강우자료를 500m, 1km, 2km, 5km, 10km 사용하여 유출모의를 실시하고, 각각의 격자해상도에 따른 모의 결과를 비교하기 위해 유출수문곡선을 작성하고 유출량 변화를 모의하였다. 분석 결과 첨두유량 및 유출체적에 대해서는 DEM 30m~150m, Grid 500m~2,000m 크기의 격자일 때 가장 최적의 유출 모의를 한 것으로 분석되었으며, 통계적 분석에 의한 분석결과에서는 모든 DEM 격자는 Grid 500m인 경우, 모든 Grid 격자는 DEM 30m인 경우에 모형의 적합성이 높은 것으로 나타났고, 민감도 산정 결과 지수 등급이 높은 DEM이 분포형 모형의 결과 값에 큰 영향을 주는 것으로 분석되었다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제18권12호
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• pp.1217-1223
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• 2008

Vehicle vibration mostly originates from the road excitation and causes discomfort, fatigue and even injury to a driver. Vehicle ride comfort is one of the most important performance indices to achieve a high-quality vehicle design. Since design parameter variations inevitably result in the vehicle ride comfort variance, the variance characteristics should be analyzed in the early design stage of the vehicle. The vehicle ride comfort is often defined by an index which employs a weighted RMS value of the acceleration PSD of a seat position. The design solution is obtained through two steps in this study. An optimization problem to obtain a minimum ride comfort index is solved first. Then another optimization problem to obtain minimum variance of the ride comfort index is solved. For the optimization problems, the equations of motion and the sensitivity equations are derived basing on a 5-DOF vehicle model. The numerical results show that an optimal solution for the minimum ride comfort is not necessarily same as that of the minimum variance of the ride comfort.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.397-400
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• 2011

소형 가스터빈 엔진에 장착 가능한 저압단 축류 압축기의 공력성능 및 구조적 안정성을 동시에 고려한 최적화 설계를 수행하였다. 근사모델을 구축하여 유전알고리즘을 이용하여 전역 최적화 해를 도출하였다. 최적 설계된 압축기의 동익단은 Hub쪽에서 날개의 부하가 커지되, Tip쪽에서 입사각이 0에 가깝게 설계되었다. 한편 동익의 형상은 허브쪽에서 사다리꼴 모양으로 수렴이 되어 구조적 안정성을 확보하도록 설계가 되었다. 최종적인 수치해석 결과 작동점에서 동익단의 효율은 87.6%이며 구조적 안정성을 나타내는 안전계수는 3이상을 확보하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권10호
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• pp.45-54
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• 2014

비탈면 붕괴를 최소화 하기 위하여 조사, 설계, 해석, 대책방안 등의 연구가 많이 수행되고 있다. 그러나, 최근 태풍 및 집중호우로 인하여 비탈면 및 자연 사면의 산사태 발생빈도는 줄지 않고 있다. 단순한 설계 기준의 강화만으로는 적절한 대책을 마련하기 어려운 실정이다. 따라서, 지반과 강우를 고려한 최적의 조건에서 설계 및 안정해석을 실시하여야 한다. 본 연구는 비탈면 해석시 강우 및 해석조건에 대하여 각 변수의 영향을 살펴보고자 안전율의 변화를 다각도로 검토한 것이다. 연구방법으로는 비탈면 안정에 가장 민감하게 반응한다고 판단되는 강우조건과 지반조건을 선정하였고, 각각의 조건변수를 변화시켜가면서 수치해석적 검토를 수행하였다. 강우특성으로는 국내의 확률강우특성을 기반으로 해석을 수행하였으며 지반조건으로는 불포화토를 대상으로 검토를 실시하였다. 연구결과, 지역별 강우특성과 불포화토의 매개변수 적용이 비탈면 안전율 변화에 민감하게 반응하는 것으로 나타났다. 따라서, 설계시 입력변수에 대한 충분한 검토가 선행되어야 할 것이다.

• 터널과지하공간
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• 제28권4호
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• pp.343-357
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• 2018

절리군 대표방향성에만 의존하는 기존의 평사투영 사면해석의 불확실성을 극복하고 해석결과의 신뢰성을 증진시키기 위하여 확률통계학적으로 도출된 절리극점들의 dense point 및 절리군 대표방향성과 암반구조 분석결과를 종합적으로 고려하여 사면거동양상을 분석하는 알고리즘을 고안하였다. 이를 위하여 절리극점들의 분포양상에 의거하여 절리확산지수를 산정하는 기법을 고안하였으며, 콘각에 따라 상이하게 도출되는 절리확산지수 및 절리군 수효와 방향성을 종합적으로 고려하여 사면해석에 사용될 대표방향성을 추출하였다. 이들 대표방향성을 평사투영분석에 활용하여 신뢰성이 증진된 사면해석을 수행할 수 있었다. 또한 평면파괴가 우려되는 사면에 대해 한계평형이론에 의거하여 민감도 해석을 수행하고, 사면 안정성에 대한 절리강도 및 외부하중 변화의 영향을 심도 있게 분석하였다.