• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.40 no.7
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• pp.663-670
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• 2016

This paper introduces the concept of the computer-aided engineering(CAE) design method for a bypass valve in a system that is used for the safe lifting of mineral resources in deep-seabed mining. Although the bypass valve has a simple mechanism, its design is very difficult because of various influencing factors. This equipment, which has a complex design process, should be developed by CAE-based design method. The method can perform the design, design verification, and virtual experiment at the same time. In this study, the CAE-based method for the design of the bypass valve has been developed using fluid dynamics, multi-body dynamics, and optimization method.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.25 no.6
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• pp.477-485
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• 2012

Geometric configurations such as hull shape, wall thickness, stiffener layout, and type of construction materials are the key factors influencing the structural performance of pressure hulls. Traditional theoretical approach provides quick and acceptable solutions for the design of pressure hulls within specific geometric configuration and material. In this paper, alternative approaches that can be used to obtain optimal geometric shape, wall thickness, construction material configuration and stiffener layout of a pressure hull are presented. CAE(Computer Aided Engineering) based design optimization tools are utilized in order to obtain the required structural responses and optimal design parameters. Optimal elliptical meridional profile is determined for a cylindrical pressure hull design using metamodel-based optimization technique implemented in a fully-integrated parametric modeler-CAE platform in ANSYS. While the optimal composite laminate layup and the design of ring stiffener for a thin-walled pressure hull are obtained using gradient-based optimization method in OptiStruct. It is noted that the proposed alternative approaches are potentially effective for pressure hull design.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.22 no.5
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• pp.475-485
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• 2009

In this paper a two-step algorithm is proposed to efficiently generate rebar elements from 3D CAD data in the context of CAD/CAE data transfer. The first step is an algorithm to identify various type rebar objects and their attributes by analyzing 3D CAD data in STEP format, which is one of the international data standards. The second algorithmic step is a procedure to generate one-dimensional rebar elements from the object data made through the first step for finite element analysis or other CAE tasks. Successful rebar element data generation from real 3D CAD data for a reinforced concrete structure shows the efficacy of the proposed algorithm.

• Proceedings of the Korea Society for Simulation Conference
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• 2001.05a
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• pp.88-95
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• 2001

VR(Virtual Reality)의 개념이 제조공학 분야로 확대 적용되면서 설계분야에서의 가상조형 (Virtual Prototyping), 제조분야에서의 가상제조시스템(Virtual Manufacturing System)이라는 새로운 형태의 제조 시스템 및 설계기술이 차세대 제조기술로서 발전해 오고있으며 이런 가상제조방법(Virtual Manufacturing)은 컴퓨터를 이용하며 생산과정에서 제품뿐만이 아니라 유한요소해석을 유용하여, 공정까지도 모의실험을 하며 생산성(manufacturability), 최종 형태(final shape), 잔류 응력(residual stress), 제품 수명 주기(life-cycle)등과 같은 요소들의 최적화 정보를 제공하게 된다. 본 연구에서는 이러한 가상제조방법을 구현하기 위한 기초적 단계로서 가상단조기계를 가상현실기법을 이용하여 모델링하고 Java를 이용하여 모델링된 단조기계를 제어하고 제조되는 단조물에 대한 내부 응력 및 형태변환을 유한 요소법을 이용하여 분석하고 분석된 단조물의 자료를 WEB상을 통하여 닥 수 있게 유한 요소 해석결과를 VRML언어로 변환하는 작업을 수행하였다.

• Korean Journal of Computational Design and Engineering
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• v.9 no.2
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• pp.93-101
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• 2004

In mechanical design, optimization procedures have mostly been implemented solely by CAE codes combined by optimization routine, in which the model is built, analyzed and optimized. In the complex geometries, however, CAD is indispensable tool for the efficient and accurate modeling. This paper presents a method to carry out optimization, in which CAD and CAE are used for modeling and analysis respectively and integrated in an optimization routine. Application Programming Interface (API) function is exploited to automate CAD modeling, which enables direct access to CAD. The advantage of this method is that the user can create very complex object in Parametric and automated way, which is impossible in CAE codes. Unigraphics and ANSYS are adopted as CAD and CAE tools. In ANSYS, automated analysis is done using codes made by a script language, APDL(ANSYS Parametric Design Language). Optimization is conducted by VisualDOC and IDESIGN respectively. As an illustrative example, a mold design problem is studied, which is to minimize temperature deviation over a diagonal line of the surface of the mold in contact with hot glass.

• Current Industrial and Technological Trends in Aerospace
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• v.7 no.2
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• pp.59-67
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• 2009

Computer Aided Engineering(CAE) technology as well as Design(CAD) and Manufacturing(CAM) have been widely adopted in the aerospace industry in order to develop the structure of airplanes, satellites and launch vehicles. Among them, CAE softwares based on finite element methods such as NASTRAN, ABAQUS and ANSYS have gained many engineers' interest in various industries such as automobiles, civils, aircraft and spacecraft. The softwares usually consist of several modules: Static, Dynamic, Vibration, Impact etc. that make analysis specific to meet the design goals of the structure systems. Recent enhancement in the computer hardwares and numerical algorithms enables us to perform complex analysis like multi-physics, optimum design. Also, they make it possible to deal with a large scale problem easily. This paper reviews structural analysis softwares in aerospace industry and gives a summary on its recent development.

• CDE review
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• v.10 no.1
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• pp.48-54
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• 2004

제품설계에 관련된 다양한 공학해석분야, 즉 구조해석, 동역학, 열ㆍ유체ㆍ유동해석, 제어, 전자기장해석 등을 동시에 고려하면서 최적의 설계를 결정하는 것을 다분야통합최적설계(Multidisciplinary Design Optimization: MDO) 기술이라 한다. MDO 프레임적 (framework)은 최적화기술, 컴퓨팅기반구조기술, 통합설계기술이 유기적으로 구현된 소프트웨어 복합체계로서, 분산컴퓨팅 기반구조를 통하며 MDO요소 기술들과 기존의 CAD/CAE 도구들을 연계하여 설계 작업을 통합적으로 관리하고 자동화한다. MDO 프레임칙은 이러한 자동화된 통합관리를 통하여 설계도구 간의 데이터 전달과 변환에 소요되는 설계자의 부담을 경감시키며 다분야 전문가가 참여하는 공통 작업 환경을 제공함으로써 설계 효율성을 증진시킨다. 이 글에서는 현재 최적설계신기술연구센터 (iDOT)에서 개발 중인 MDO 프레임웍인 EMDIOS를 소개하기로 한다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.35 no.7
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• pp.821-826
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• 2011

CAE-based structural optimization techniques are applied for the design of a lightweight crane. The boom of the crane is designed by shape optimization with the shape of the cross section of the boom as the design variable. The design objective is mass minimization, and the static strength and dynamic stiffness of the system are set as the design constraints. Hyperworks, a commercial analysis and optimization software, is used for shape and topology optimization. In order to consistently change the shape of the elements of the boom with respect to the change in the shape of its cross section, the morphing function in Hyperworks is used. The support of the boom of the original model is simplified to model the design domain for topology optimization, which is discretized by using three-dimensional solid elements. The final result after shape and topology optimization is 19% and 17% reduction in the masses of the boom and support, respectively, without a deterioration in the system stiffness.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2004.05a
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• pp.51-51
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• 2004

렌즈는 광학제품의 성능에 직접적인 영향을 미치는 주요 부품으로서, 고정도의 형상 및 안정된 내부물성을 요구하는 정밀 부품이다. 광학 렌즈는 특정 광학계 내에서 입사광이 원하는 위치에 초점을 맺을 수 있도록 굴절시켜주는 역할을 하며, 이를 위해 초점거리, 배율, 렌즈의 성능 등을 종합적으로 고려하여 렌즈의 형상을 설계해야 한다. 이러한 설계과정은 기하광학에 기반한 광선추적(Ray tracing) 기법을 통해 이루어지며, 주로 CodeV, OSLO 등의 상용 광학계설계 소프트웨어를 사용하여 수행되고 있다.(중략)

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.98.1-98.1
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• 2015

G-M극저온냉동기의 구동으로 인해 발생되는 크라이오 펌프의 진동 저감을 위해 각 요소에 해당하는 부품의 소재 및 모델 변경으로 설계에 반영하고자 한다. G-M극저온냉동기는 헬륨냉매를 사용하여 2개의 정압과정과 2개의 정적과정으로 구성되는 냉동사이클을 구성하는데, 구조적 특성상 내부 왕복기의 운동과 고저압변환에 따른 압력차이가 냉동기의 진동을 유발하므로 진공성능에 영향을 줄 수 있으므로, 이를 최소화하는 기술 개발이 필요하다. 헬륨냉매의 고압 유동에 따른 관로 압력증가로 인한 유동소음이 발생하는데, 이로 인한 소음을 줄이기 위해 관로의 최적화 설계/방진구조반영(DAMPER)으로 진동 안정화(Vibration Stabilization)설계를 수행 하고자 하며, 이에 따른 최적화 연구을 수행하고자 한다. 일차적으로, 기존 시스템의 진동측정을 통해 진동의 가진원을 밝히고 진동 전달경로를 파악하고자한다. 진동 가진원의 가진 최소화, 진동전달경로의 전달률 최소화, 고압유동에 따른 관로 설계 최적화를 진동해석, 탄성체 동역학해석, 그리고 유동해석을 통해 진동 및 소음의 최소화 방안을 도출하고자 한다. 해석결과를 토대로 진동가진원의 최소화를 위한 제품설계변경과 진동전달경로에 대한 방진을 위한 dmper 적용(전달률 최소화) 및 유동소음 최소화를 위한 damper나 관로 최적화 설계를 수행한다. 상기 기존시스템 측정/분석, CAE해석을 통한 진동/소음의 최적화방안도출 및 실제품 적용기술은 저진동 크라이오펌프 개발을 위한 기반 기술 확립에 크게 기여할것이며, 향후 크라이오펌프 고도화 및 최신 기술 제품 개발에 큰 기여가 기대된다.