• 한국전산구조공학회논문집
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• 제35권6호
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• pp.367-374
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• 2022

본 논문에서는 역전파 방법 기반 자동미분법을 이용하여 설계민감도를 구하고 이를 응력제한조건을 고려한 위상최적설계에 적용하였다. 응력제한조건이 있는 위상최적화문제는 특이점(singularity)과 응력의 국부성(local nature of stress constraint)문제, 그리고 설계 변수에 대한 비선형성의 문제를 포함하고 최적해를 얻기가 매우 힘들다. 특이점 문제를 해결하기 위해서 응력 완화(stress relaxation) 기법을 사용하였고, 응력의 국부성을 해결하기 위해 p-norm을 이용한 전역 응력치를 제한조건에 사용하였다. 설계 변수에 대한 비선 형성을 극복하기 위해 해석적인 방법으로 정확한 설계민감도를 구하는 것이 중요하다. 위상최적설계에서 기존에는 보조변수방법 (adjoint variable method)을 사용하여 빠르고 정확한 설계민감도를 구했지만, 설계민감도를 해석적으로 구해야 하고, 보조평형방정식을 추가로 풀어야 하는 어려움이 있다. 이를 해결하기 위해서 인공신경망에서 최적 가중치(weights)와 편차(biases)를 구할 때 쓰이는 역전파 기법을 이용하여 설계민감도를 구하고 이를 응력제한조건을 고려한 위상최적설계에 적용하였다. 역전파 기법은 자동미분에 쓰이는 기법으로 목적함수나 제한조건에 대한 설계민감도를 별도의 수식유도 없이 간단하게 구할 수 있는 장점이 있다. 또한, 미분값을 구하는 역전파의 과정이 보조평형방정식을 푸는 것보다 계산시간이 빠르고 해석적 방법으로 구한 설계민감도와 같은 정확도를 보여준다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권8호
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• pp.1487-1493
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• 2016

최근 SNS (Social Networking Services)를 통한 사용자들 간 정보 확산이 폭발적으로 증가하고 있다. SEIR (Susceptible-Exposed-Infectious-Recovered model)모델은 전염병 예측에 널리 사용되는 수학적 모델로, 이러한 정보 확산은 SEIR를 이용하여 모델링 할 수 있다. 본 논문에서는 SEIR모델을 이용하여 최적 제어 이론의 관점에서 SNS의 정보 확산 모델을 도출하였다. 본 논문에서는 PMP (Pontryagin's Minimum Principle)에 기반한 forward-backward algorithm을 제안하였다. 이 알고리즘은 전방과 후방으로 가면서 state와 adjoint equation들을 통합하면서 동작한다. 수치해석을 통해 정보 내용의 impact value와 birth rate이 작으면 작을수록 더 많은 노드들이 해로운 정보를 필터링하는 것을 보였다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제8권1호
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• pp.95-104
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• 2007

A new design approach of complex geometries such as wing/body configuration is arranged by using overset mesh techniques under large scale computing environment. For an in-depth study of the flow physics and highly accurate design, several special overlapped structured blocks such as collar grid, tip-cap grid, and etc. which are commonly used in refined drag prediction are adopted to consider the applicability of the present design tools to practical problems. Various pre- and post-processing techniques for overset flow analysis and sensitivity analysis are devised or implemented to resolve overset mesh techniques into the design optimization problem based on Gradient Based Optimization Method (GBOM). In the pre-processing, the convergence characteristics of the flow solver and sensitivity analysis are improved by overlap optimization method. Moreover, a new post-processing method, Spline-Boundary Intersecting Grid (S-BIG) scheme, is proposed by considering the ratio of cell area for more refined prediction of aerodynamic coefficients and efficient evaluation of their sensitivities under parallel computing environment. With respect to the sensitivity analysis, discrete adjoint formulations for overset boundary conditions are derived by a full hand-differentiation. A smooth geometric modification on the overlapped surface boundaries and evaluation of grid sensitivities can be performed by mapping from planform coordinate to the surface meshes with Hicks-Henne function. Careful design works for the drag minimization problems of a transonic wing and a wing/body configuration are performed by using the newly-developed and -applied overset mesh techniques. The results from design applications demonstrate the capability of the present design approach successfully.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권4호
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• pp.297-303
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• 2014

페리다이나믹스 이론과 이진분해 기법의 병렬연산을 이용하여 동적 균열진전 문제에 대한 애조인 형상 설계민감도 해석법을 개발하였다. 페리다이나믹스에서는 균열의 연속적인 분기를 다룰 수 있으며, Explicit 시간적분법을 채택한다. 설계민감도 해석은 애조인 변수법은 경로의존성 문제에는 적합하지 않으나 여기서는 응답해석의 경로를 이미 알고 있으므로 채택하여 사용할 수 있었다. 얻어진 해석적 설계민감도는 유한차분과 비교하여 그 정확성을 검증하였다. 유한차분법은 설계섭동량에 민감하여 비선형성이 강한 페리다이나믹스 문제에서 부정확한 설계민감도를 제시할 수 있다. 정확한 설계민감도 해석을 위해서는 이산화과정에서 $C^1$ 연속성을 가지는 체적율이 필요함을 알 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.835-837
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• 2002

This paper presents a shape optimization algorithm of electromagnetic devices using the design sensitivity analysis with FEM. The design sensitivity and adjoint variable formulas are derived for the 3D FEM with edge element. This algorithm is applied to 3D electro-magnet pole shape optimization problem to make a uniform flux density at the target region.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1986년도 하계학술대회논문집
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• pp.140-144
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• 1986

In this paper an FIR(finite impulse response) filter and smoother are introduced for discrete time-invariant state-space models with driving noises. The FIR structure not only quarantees the BIBO stability and the robustness to parameter changes but also improves the filter divergence problem. It is shown that the impulse responses of the FIR filter and the smoother are obtained by Riccati-type difference equations and that they are to be time-invariant and reduced to very simple forms. For implementational purpose, recursive forms of the FIR filler and smoother are derived with each other used as the adjoint variable.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 2004년도 추계학술발표회 발표논문집
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• pp.151-152
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• 2004

An acceleration technique combined with the discrete ordinates method which has been widely used in the solution of neutron transport phenomena is applied to the solution of radiative transfer equation. The self-adjoint form of the second order radiation intensity equation is used to enhance the stability of the solution, and a new linearization method is developed to avoid the nonlinearity of the material temperature equation. This new acceleration method is applied to the well known Marshak wave problem, and the numerical result is compared with that of a non-accelerated calculation

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제1권1호
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• pp.47-60
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• 1993

The eigen-equation of a wave traveling over repetitive structure is derived directly form the stiffness matrix formulation, in a form which can be used for the case of the cross stiffness submatrix $K_{ab}$ being singular. The weighted adjoint symplectic orthonormality relation is proved first. Then the general method of solution is derived, which can be used either to find all the eigensolutions, or to find the main eigensolutions for large scale problems.

• 대한수학회보
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• 제45권3호
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• pp.563-571
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• 2008

We deduce the necessary conditions for the optimality of endpoint constrained optimal control problem. These conditions comprise the adjoint equation, the maximum principle and the transversality condition. We assume that the cost function is merely differentiable. Therefore the technique under Lipschitz continuity hypothesis is not directly applicable. We introduce Fermat's rule and value function technique to obtain the results.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제11권1호
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• pp.56-61
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• 2011

In this paper, we consider the topological derivative concept for developing a fast imaging algorithm of thin inclusions with dielectric contrast with respect to an embedding homogeneous domain with a smooth boundary. The topological derivative is evaluated by applying asymptotic expansion formulas in the presence of small, perfectly conducting cracks. Through the careful derivation, we can design a one-iteration imaging algorithm by solving an adjoint problem. Numerical experiments verify that this algorithm is fast, effective, and stable.