• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제3권3호
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• pp.233-240
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• 2015

본 연구에서는 다양한 형상변수들이 봅슬레이의 공력성능에 미치는 영향을 평가하기 위하여 삼차원 Reynolds-averaged Navier-Stoke 해석을 수행하였으며, 난류모델로는 표준 k-${\varepsilon}$ 모델이 사용하였다. 격자계로는 비정렬 사면체 격자를 사용하였다. 성능 평가를 위한 형상변수로는 전방범퍼의 장축의 길이, 범퍼의 높이, 그리고, 카울링 측면과 정면 각각에서의 곡률반경 등 네가지 변수를 설정하였으며. 이들이 공력성능으로 선정된 항력계수에 미치는 영향을 평가하였다. 해석결과, 범퍼의 높이와 카울링 측면의 곡률반경이 항력계수에 민감한 영향을 미침을 알 수 있었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.150-150
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• 2003

wide bind gap과 wurtzite hexagonal structure를 가지고 있으며 청색 발광 및 청자색 레이저 특성을 보이는 III-V족 화합물반도체 GaN는 laser diodes (LD) 및 light emitting diodes (LED) 재료로 주목받고있는 주요 전자재료이다. 본 연구에서는 GaN를 chemical vapor deposition (CVD) 법을 이용하여 vapor-liquid-solid (VLS) mechanisum에 의하여 GaN나노와이어 형태로 성장시켰다. 기판은 (001)Si을 사용하였고 suputtering을 이용하여 GaN와 AlN의 double buffer layer (DBL)를 증착시켰으며 촉매로는 Ni을 사용하였다. 또한, 원료로는 고순도 Ga금속과 NH$_3$ gas를, carrier gas로는 Ar을 사용하여 GaN/AlN/(001)Si 위에 GaN 나노와이어를 성장시켰다. 성장된 GaN 나노와이어는 DBL의 두께, Ga source의 양, 튜브 안의 압력, 튜브 안의 위치 등의 제 공정변수에 따라 tangled, straight 등의 다양한 형상을 보였으며 지름은 약 30~100 nm, 길이는 수 $\mu\textrm{m}$로 관찰되었다. GaN나노와이어의 결정성, 형상 및 발광특성 등을 x-ray diffraction (XRD), photoluminesence (PL), scanning electron microscope (SEM), transmision electron microscope (TEM) 등을 이용하여 측정하였으며 제 공정변수와의 상관관계를 규명하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 B
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• pp.749-750
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• 2006

대용량 BLDC 모터의 진동과 소음의 원인은 영구자석과 슬롯형상에 의한 코깅토크와 전류 파형에 의한 고주파이다. 특히 대용량 BLDC의 경우 코깅토크에 의한 진동 및 소음의 영향이 상대적으로 큰 값을 가지게 되며, 본 연구는 5MW급 연구자석형 전동기에서 코깅토크 발생원인 중 하나인 영구자석의 형상을 최적화하기 위하여 RSM(Response Surface Method)과 민감도기법을 적용하여 코깅토크 저감을 위한 연구를 하였다. FEM에 의해서 자속밀도분포와 토크를 계산하고, 1개의 목적함수와 3개의 설계변수를 설정하여 최적화 하였다. FEM과 최적화기법(RSM+민감도기법)을 결합하여 영구자석의 형상을 최적화한 결과 코깅토크의 ripple이 최대 20%정도로 감소되었으며, 목적함수와 설계변수의 개수에 따라 더욱 개선될 수 있다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2010년도 춘계학술발표대회
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• pp.1047-1050
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• 2010

축류팬(axial fan)은 냉장고, 에어컨 등 가전제품 뿐 아니라, 자동차, 중장비 등에 가장 널리 사용되는 팬의 형태로 제품의 성능과 소음에 많은 영향을 미치는 요소이다. 그러나 설계, 목업(mock-up)개발, 풍동실험 등의 시간과 비용적인 면에서 비효율적인 방법을 통해 개발이 이루어지고 있다. 따라서 범용으로 사용가능한 팬 설계 프로그램과 설계 인자의 입력만으로도 성능을 예측하여 개발에 소요되는 시간과 비용을 줄일 수 있는 시스템의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 슈퍼컴퓨터를 활용하여 축류팬 형상변수의 변화에 대한 성능과 소음을 미리 해석한 후 그 결과를 지식형 데이터베이스로 저장하고, 팬 자동설계 시스템과 결합한다. 즉, 축류팬 설계 변수를 입력하면 팬의 형상을 CAD 파일로 자동 생성할 뿐 아니라, 지식형 데이터베이스을 기반으로 하는 데이터 마이닝 기법을 이용하여 해당 모델의 성능과 소음을 예측한다.

• 전산구조공학
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• 제7권3호
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• pp.16-23
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• 1994

본 고에서는 형상최적설계에 대한 기초이론이 소개되었다. 재료도함수와 변분법 및 보조변수법에 기초한 형상설계민감도해석 절차는 까다로우며 함수론 등 많은 수학적인 배경을 필요로 한다. 설계민감도가 구해지면 이 정보를 필요로 하는 최적화 알고리즘을 사용하여 형상에 대한 최적해를 구할 수 있으며 그 과정은 재래식 최적설계시와 같다. 구조물 형상최적설게에 있어 형상(영역)변화의 효과는 대부분 경계에서 수직이동의 형태로 나타난다. 따라서 경계면에서 변위나 응력값 등에 대한 정확한 수치해는 성공적인 형상최적화의 중요한 관건이 된다. 따라서 구조해석을 위한 정확한 유한요소해석방법과 형상함수 그리고 경계를 나타내는 적절한 함수들을 지속적으로 개선할 필요가 있다. 반복설계과정 중에서 영역과 경계가 계속 바뀌므로 설계민감도 수치해의 정확도를 높이기 위해 경계요소법과 유한요소법에 기초를 둔 영역법 등을 사용하기도 한다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제6회(2016년)
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• pp.90-95
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• 2016

본 연구에서는 교육 및 연구를 위한 CFD 해석 프로그램인 EDISON_CFD 프로그램을 이용하여 화물 트럭의 후면부 형상변화에 따른 공력특성을 분석해보았다. 먼저 추가적인 부착물을 장착하지 않은 기본적인 형상의 화물트럭의 공력특성을 확인 후, 후면부에 여러 형상의 Boat tail(보트 테일)과 전면부에 Cap-roof fairing(캡루프 페어링)이 부착된 형상을 해석하여 트럭이 받는 항력 감소를 통해 최적형상을 찾아가는 연구를 수행하였다. Cap-roof fairing이 부착된 형상에서 $15^{\circ}$의 특성길이가 0.3인 Boat tail에서 가장 좋은 항력 감소 효과를 얻을 수 있었다. Cap-roof fairing의 경우 6%의 항력 계수 감소를 보였고, Boat tail에서 20%의 항력 계수 감소효과를 관찰할 수 있었다. Boat tail의 각도와 길이를 변수로 하여 여러 해석을 진행한 결과 최적화된 형상을 선정할 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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• pp.47-50
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• 2005

본 연구의 목적은 차세대 대체에너지로 각광받는 풍력발전 중에서 육상발전보다 여러 가지 이점이 있는 해상에서의 한국형 풍력터빈 블레이드의 최적 형상을 위 한 알고리즘을 구현하는 것이다. 풍력터빈 블레이드에서 깃익형의 공기 역학적 특성은 매우 중요한 사항이다. 이를 위해서 익형 성능예측에 층류에서 난류로의 천이과정을 포함하는 XFOIL을 이용하여 블레이드 익형 단면의 양력과 항력 분포를 해석하였다. 첫 번째 수준의 설계변수는 운용범위내의 바람의 속도와 블레이드 지름, 축 회전수이며, 각 단면에서의 비틀림각과 시위길이는 두 번째 수준의 설계 변수이다. 운용범위 내의 각 설계점에서 익형의 공력 변수들과 최소에 너지손실 조건을 이용하여 시위길이와 피치각 분포를 최적화하였다. 각각의 설계점에서 결과를 바탕으로 풍력발전의 설계 운용범위에서 반응면을 구성하고 구배최적화 기법을 통해 요구동력의 제약함수를 만족하고 효율을 최대로 하는 블레이드 형상을 구현하였다. 최적형상에 대해 탈설계점 해석을 수행하여 그 성능을 구하였다.

• 에너지공학
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• 제14권3호
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• pp.194-202
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• 2005

본 연구는 다양한 수직 액막형 흡수기에서 열 및 물질전달 과정에 따른 흡수 특성 예측을 이론 및 실험적으로 수행하였다. 열 및 물질전달 향상은 해석적으로 조사되었으며, 흡수 성능에 대한 유동 형태, 삽입기구 및 주름에 의한 형상 변수의 영향 등을 조사하였다. 특히, 최대 흡수 성능에 대한 동적 변수(수용액 유량, 유동형태)와 흡수기 형상(ID=22.8mm, L=1150m)의 최적값을 수치 해석적으로 예측하였다 수치 해석 및 실험에서 최대 흡수 성능은 삽입기구(스프링)에 의한 파동 유동에서 나타났다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제29권3호
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• pp.49-55
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• 2020

발사체의 사거리 증대는 중요한 성능개선 목표 중 하나이다. 일반적으로 발사체 비행탄두의 형상은 공기역학 및 구조적인 요소를 복합적으로 고려하여 선정한다. 몸체, 탄두부 및 탄미부 형상의 선정은 공기역학적 설계에 중요한 영향을 미친다. 발사체 비행탄두 형상의 주요 설계 요소는 공기역학적 항력이다. 공기역학적 항력은 발사체의 운동과 반대 방향으로 작용하는 공기역학적 힘이다. 준실험적 기법을 이용하여 탄두부, 탄미부 및 몸체 형상이 발사체의 공기역학적 특성에 미치는 영향을 분석하기 위한 연구를 수행하였다. 여러 가지 비행탄두 형상 변수에 대한 연구를 수행하였으며, 최대 사거리 성능 분석에는 탄도 모사분석 모델을 사용하였다. 발사체 비행탄두 형상 최적화를 이용한 사거리 증대 가능성을 분석하고, 형상 변수 최적화에 의한 사거리 증대 효과를 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권4호
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• pp.223-231
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• 2019

정전기 문제에 대한 연속체 기반 설계 민감도 해석(DSA) 방법을 해석적으로 유도하였다. 고차 항을 포함한 목적 함수를 고려하기 위해 해석 및 DSA 방법을 위해 9 노드 유한요소법 기반 함수를 형상 함수로 사용하였다. 최적화 과정에서의 설계 변수를 B- 스플라인 함수로 매개 변수화하여 비현실적인 형상이 아닌 부드러운 경계를 가진 최적 형상을 얻을 수 있었다. 유한요소법을 이용한 최적화 과정에서 일반적으로 발생하는 메쉬 얽힘 문제를 해결하기 위해 메쉬 균일화 기법을 사용하였다. 이 기법은 디리쉴릿 에너지 범함수를 최소화함으로써 메쉬 균일성을 자동으로 얻을 수 있게 한다. 몇 가지 수치 예제들을 통해 DEP 힘을 최대화하기 위한 평행판의 최적 형상을 얻어낸다. 이를 기존에 실험적으로 검증된 평행판의 최적 형상과 비교하여 그 특성을 논의하였다.