• 유변학
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• 제9권2호
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• pp.66-72
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• 1997

사출성형품의 품질특성으로 외관, 치수, 기계적 강도 등이 있으나 조립부품으로써 사 될경우에는 치수가 주요한 품질이 된다. 성형품은 용융수지의 특성상 사출공정 중 수축을 일으키므로 이를 고려해서 금형설계가 이루어지지만 실제 사출과정에서 공정변수를 최적화 하여 관리하지 않으면 허용오차 내의 치수를 얻기가 힘들다. 본 논문에서는 주요조립부의 치수가 허용오차 내에서 얻어지도록 설계시 적용된 수축률과 측정된 수축률의 차이를 목적 함수로 하여 최소화 시키며 반복이차계획 알고리즘을 채택한 IDESIGN 프로그램을 이용해 최적 사출성형조건을 구하였다. 제약조건은 성형품의 부위별 수축률 편차 및 싱크마크 깊이 가 공정변수의 부등호 제약식으로 도출되었고 성형이 이루어지는 공정변수의 상하한 값이 최대 및 최소 경계값으로 적용되었다.

• 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.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권5호
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• pp.567-573
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• 2010

본 연구에서는 토리구형 돔 형상을 갖는 연소관의 치수 최적화를 통한 경량화와 구조 안전성을 평가하였다. 치수최적화 설계는 빠른 설계 검증을 위하여 볼트의 단면적 비가 고려된 2차원 축대칭 유한요소 모델을 이용하여 수행하였다. 이때, 해석 프로그램은 ANSYS APDL(Ansys Parameter Design Language)을 이용하였고, 해석법은 sub-problem법과 first-order법을 선택하여 수행하였다. 설계 변수로는 연소관의 돔과 실린더 부위의 두께를 선정하였다. 수정된 2차원 축대칭 유한요소 모델은 3차원 유한요소 모델과의 결과 비교를 통하여 신뢰성을 확인하였고, 초기설계 단계에서 수정된 2차원 축대칭 유한요소 모델을 이용하여 연소관의 구조 안전성 평가와 빠르고 정확한 경량화 설계를 수행할 수 있었다. 연소관의 안전계수에 따른 최적화 해석 결과 최대 17.6%의 무게 절감 효과를 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권1호
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• pp.31-37
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• 2013

본 연구의 목적은 최적화 해석 기법을 이용하여 복합재 압력용기의 스커트 치수를 도출하는 것이다. 복합재 압력용기 스커트 최적화 해석은 부분문제 근사법을 사용하였으며, APDL(ANSYS Parametric Design Language)을 이용하여 해석의 모든 과정을 일괄처리하였다. 설계변수로는 압력용기 스커트 부위의 두께와 길이를 선정하였으며, 내압에 의해 발생하는 변위와 무게를 각각 목적함수로 하여 최적화 해석을 통해 최적의 스커트 치수를 도출하였다. 그 결과 복합재 압력용기의 스커트 무게를 최대 4.38% 절감할 수 있었다.

• 한국해양공학회지
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• 제11권4호
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• pp.227-238
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• 1997

다목적함수 최적화를 효과적으로 수행하기 위하여 유전자 알고리즘과 직접탐색법을 결합하여 혼성형 최적화기법을 구현하였다. 이 방법은 유전자 알고리즘을 사용하여 최적점이 존재할 가능성이 높은 영역을 탐색한 후, 이 영역에서 직접탐색법을 사용하여 최종해를 찾는다. 따라서 탐색의 효율을 향상시키고 계산시간을 절약할 수 있는 장점이 있다. 그러나 최적화기법이 효율적이지만, 최적화기법을 사용하기 위해서는 전문가의 전문지식이 필요하다. 따라서 실제 최적화를 수행하기 위해서는 관련 분야의 전문지식과 최적화기법이 효율적으로 결합되는 것이 필요하다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2005년도 창립60주년 기념 추계 학술대회
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• pp.145.1-145.1
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• 2005

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권5호
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• pp.351-358
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• 2013

본 논문에서는 Pothead를 지지하는데 사용하는 지그의 고유진동수를 일정 범위로 제한하여 Pothead와 공진을 일으키지 않도록 하는 지그의 최적 설계안을 제시한다. 쿤 터커(Kuhn-Thucker) 조건을 적용한 최적기준법(Optimality criteria method)을 사용하여 위상 최적화를 수행하였고, 이 과정에서 유한요소 크기기 최적 형상에 미치는 영향을 검토하였다. 또한 위상 최적화 결과를 바탕으로 실험 계획법(Design of experiments)과 반응 표면법(Response surface method)을 사용하여 형상 및 치수 최적화를 수행하여 비교용 지그에 비해 전체 질량이 30% 감소되는 결과를 얻었다. 마지막으로 최적화된 지그의 내진 해석을 수행한 Pothead의 응답은 Metal Handbook에서 제시된 내진 응답을 만족하고 있다.

• 대한조선학회논문집
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• 제32권2호
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• pp.10-21
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• 1995

본 논문에서는 설계자에게 보다 많은 정보를 제공할 수 있는 다목적함수 최적화방법을 이용하여 선박의 주요치수를 최적화하였다. 최적화에서 운항비와 건조비가 경제성에 미치는 영향을 보다 상세히 분석하기 위하여, 건조비와 운항비를 각각의 목적함수로 하여 다목적함수 최적화를 수행하였고, RFR은 종속함수로 계산하여 변화경향을 분석하였다. 최적화를 위한 설계모델로는 운항거리가 비교적 긴 항로에 대하여, 선속이 빠르며 다른 선종에 비하여 건조비가 높은 액화천연가스 운반선을 대상으로 하였다.

• 한국가스학회지
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• 제8권4호
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• pp.30-35
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• 2004

본 논문은 다구찌 실험 설계법을 이용하여 압력용기의 메탈시일 구조물에 대한 해석을 수행하였다. 다구찌 설계방법은 압력용기의 밀봉을 위한 캔티레버 타입 밀봉장치 구조물에 대한 설계 파라메터를 최적화 하는데 대단히 유용하다. 다구찌 기법으로 수행된 해석결과에 따르면, 최적화 설계 치수는 단지 16번의 반복 실험법에 의해 파라메터 치수를 최적의 조건으로 얻을 수 있다는 측면에서 간편한 설계도구이다. 이것은 다구찌 설계 실험법이 곡선면을 갖는 구조물의 최적화 설계에서 대단히 유용하다는 것을 의미한다. 다구찌 설계기법에 기초한 해석결과를 보면, 메탈시일 구조물의 에지부에 대한 최적화 치수와 경사각도는 $d_1=50mm,\;d_2=60mm,\;a_1=20^{\circ},\;a_2=8^{\circ},\;a_3=5^{\circ}$으로 각각 요약될 수 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.347-353
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• 2021

본 논문에서는 구조물의 좌굴 온도와 좌굴 형상을 제어하는 새로운 크기 최적화 방법에 대해서 소개한다. 구조적 안정성 관점에서 구조물의 좌굴 온도와 좌굴 형상을 예측하는 것은 중요한 주제 중 하나이다. 이를 공학적인 직관을 통해 예측하고 최적화된 구조 설계를 하는 것은 너무나 어려운 과제이다. 이러한 한계점을 해결하기 위해 본 연구에서는 유한요소 시뮬레이션과 치수 최적 설계 방식의 조합을 제안한다. 구조물의 좌굴 온도와 좌굴 형상이 구조물의 두께에 영향을 받는다는 생각에서 착안해 설계 변수를 구조물의 노드의 두께 값으로 설정했다. 좌굴 온도 값과 좌굴 형상을 목적 함수로 정해진 부피 값을 제약 조건으로 두었다. 치수 최적 설계를 통해 원하는 좌굴 온도와 좌굴 형상을 유도하기 위한 최적의 두께 분포를 결정할 수 있다. 제안된 치수 최적 설계의 타당성은 본 논문의 다양한 직사각형 복합 구조물 예제들을 사용해서 검증하였다.