• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.557-564
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• 2019

매입형 영구자석 동기전동기(IPMSM : Interior Permanent Magnet Synchronous Motor, 이하 IPMSM)의 회전자 자석의 크기 및 위치와 고정자 슬롯의 크기는 출력 토크 및 토크 리플률 특성에 영향을 준다. 본 논문은 반응표면분석법(RSM : Response Surface Methodology, 이하 RSM)을 이용한 IPMSM의 토크와 토크 리플률(ripplerate) 향상을 위한 최적설계 방법에 대해 다룬다. 토크 출력과 토크 리플률에 영향을 주는 설계변수에 대하여 Plackett-Burmann(PB, 이하 PB)의 민감도 분석을 통해 토크 출력 및 토크 리플 두 가지 목적함수에 영향이 큰 설계변수를 도출하였다. 도출된 목적함수로부터 2차 설계변수를 선정하였으며 중심합성계획법(CCD : Central Composite Design, 이하 CCD)에 따른 실험계획표 정의 및 해석결과를 통해 RSM의 2차 회귀모형 함수를 추정하였다. 2차 회귀모형함수는 분산분석표(ANOVA table)를 활용한 검증 기준을 통해 신뢰성을 가짐을 확인하였다. 실험계획표에 따른 해석은 유한요소법(FEM : Finite Element Method, 이하 FEM) 해석 소프트웨어인 JMAG을 통하여 실험 결과를 확인하였다. 최적화된 최종 설계변수를 적용한 IPMSM의 최적설계 결과는 토크와 토크 리플률을 모두 고려할 경우, 토크 출력은 11.5 % 증가하였으며 토크 리플률은 9.1 % 감소하였다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제13권1호
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• pp.321-339
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• 2021

Response Surface Method (RSM) has been widely used for flammable cloud size prediction as it can reduce computational intensity for further Explosion Risk Analysis (ERA) especially during the early design phase of offshore platforms. However, RSM encounters the overfitting problem under very limited simulations. In order to overcome the disadvantage of RSM, Bayesian Regularization Artificial Neural (BRANN)-based model has been recently developed and its robustness and efficiency have been widely verified. However, for ERA during the early design phase, there seems to be room to further reduce the computational intensity while ensuring the model's acceptable accuracy. This study aims to develop an integrated method, namely the combination of Center Composite Design (CCD) method with Bayesian Regularization Artificial Neural Network (BRANN), for flammable cloud size prediction. A case study with constant and transient leakages is conducted to illustrate the feasibility and advantage of this hybrid method. Additionally, the performance of CCD-BRANN is compared with that of RSM. It is concluded that the newly developed hybrid method is more robust and computational efficient for ERAs during early design phase.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2001년도 추계학술대회 논문집
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• pp.35-43
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• 2001

As the demands for lightweight construction and precision grow, there is an increasing interest on hydroforming technology. This paper deals with designing automobile subframe for applying welded blanks hydroforming. In applying welded blanks hydroforming to automobile subframe, it is a serious problem that blanks wrinkle in deformed shape. To suppress wrinklings in blanks, the sections of the die where blanks wrinkled is modified. In addition to this, it is intended that the sum of thickness variation about wrinkling regions be minimized. For this purpose, parameters for influencing formability are selected and evaluated using orthogonal array. Among these parameters, parameters having a major effect on formability are selected again. Using CCD(central composite design) with the selected parameters, response surface is build up and optimal design is performed.

• 공업화학
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• 제34권3호
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• pp.299-306
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• 2023

본 연구에서는 무환자와 알팔파로부터 추출한 천연계면활성제를 유화제로 사용하여 반응표면분석법 중 중심합성계획모델(CCD-RSM)을 이용한 O/W 유화 제조공정의 최적화를 수행하였다. 공정변수로는 혼합유화제 첨가량, 천연유화제 혼합비율(무환자 사포닌/알팔파 사포닌), 유화시간으로 설정하였고 반응치로는 유화액의 유화안정화지수, 평균입자크기, 항산화능(DPPH 라디칼 소거활성)으로 설정하였다. 기초실험을 통한 계량인자범위는 혼합유화제 첨가량(12~14 wt%), 천연유화제 혼합비율(30~70%), 유화시간(20~30 min)으로 설정하여 CCD-RSM을 이용하여 최적화한 결과, O/W 유화 제조공정의 최적조건으로 혼합유화제 첨가량은 13.2 wt%, 천연유화제 혼합비율은 44.2%, 유화시간은 25.8 min으로 나타났으며, 이 조건에서 예측된 반응치로서 유화액의 유화안정도지수(ESI)는 88.7%, 평균입자크기(MDS)는 815.5 nm, 항산화능은 38.7%으로 계산되었다. 이를 실험을 통해 확인한 결과 유화액의 ESI는 90.6%, MDS는 830.2 nm, 항산화능은 39.6%으로 나타났으며 평균오차율은 2.1%이었다. 따라서 CCD-RSM을 실제 유화 제조에 적용하여 만족스러운 O/W 유화제조 공정조건을 얻을 수 있었다.

• 공업화학
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• 제31권5호
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• pp.532-538
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• 2020

본 연구에서는 천연 자외선 차단크림을 제조하기 위해 shea butter, 올리브 유화왁스, 녹차추출물 등을 원료로 유화과정을 수행하였다. 유화과정의 최적화는 CCD-RSM을 이용하여 진행하였으며, 반응치로는 유화액의 7 days 경과 후 평균액적크기(MDS), 유화안정도지수(ESI), 300 nm에서의 자외선 흡광도 등을 설정하였다. 실험에 사용된 독립변수로는 유화제의 첨가량, 녹차추출물의 첨가량 및 유화시간을 설정하였다. CCD-RSM에 의해 최적화과정을 수행한 결과 자외선 차단크림 O/W 유화공정의 최적조건은 유화제의 첨가량(3.70 wt.%), 녹차추출물의 첨가량(2.47 wt.%) 및 유화시간(15.4 min)이었으며, 이때 예측된 반응치는 7 days 경과 후 유화액의 MDS (1173.8 nm), ESI (99.56%), 그리고 300 nm에서의 자외선 흡광도(2.47)로 나타났다. 이 조건에서의 실제실험 결과 오차율은 3.0 ± 1.5%로 낮게 나타나 본 연구에서 적용된 CCD-RSM 최적화 과정이 비교적 높은 유의수준으로 나타난 것으로 판단된다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제18권2호
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• pp.29-43
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• 2019

미시적 교통류 모형의 정산은 시뮬레이션 분석에 있어 매우 중요한 요소이다. 유전자 알고리즘은 교통류 모형의 정산에 널리 활용되어 왔으며, 일반적으로 이러한 최적화 문제에 있어 높은 효율성을 보이는 것으로 알려져 있다. 하지만 제한된 시간내에 신속한 의사결정을 위한 시뮬레이션 분석에 있어 유전자알고리즘의 모형 정산속도는 여전히 느리다. 이에 본 연구에서는 정산 효율 향상을 위해 중심합성계획법 기반의 이중유전자알고리즘을 활용한 차량추종모형 정산방법론을 개발하였다. 개발된 정산 방법론에서는 실험계획법 중 하나인 중심합성계획법과 유전자알고리즘을 결합하여 준최적해를 찾고, 이를 다시 유전자알고리즘의 초기 값으로 하여 모형 파라미터의 최적해를 찾는다. 개발된 방법을 활용하여 Gipps의 차량추종모형을 정산하였다. 선행연구에서 사용된 단일 유전자알고리즘을 활용한 방법과 비교한 결과, 본 연구에서 개발한 방법이 더 짧은 시간내에 최적해를 찾는 것으로 확인되었다. 개발된 방법론은 유전자알고리즘을 사용하는 다양한 교통분석에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권5호
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• pp.535-541
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• 2015

본 연구에서는 벽걸이 모니터 브라켓 암의 다중목적 근사최적설계를 수행하였다. 이를 위해 브라켓 암의 자유도를 고려하여 평면내의 회전 각도를 선정해 응력과 처짐량이 크게 발생하는 경우에 대한 최적화 문제를 정식화 하였다. 직교배열표와 반응표면법을 사용하여 평균 및 파라미터 분석을 통해 성능지수에 대한 설계변수 민감도를 확인하였으며, 중심합성계획법과 D-최적 계획법을 사용하여 목적함수와 제한조건함수에 대하여 반응표면 근사모델을 생성하고 $R^2$ 값을 통해 정확도를 평가하였다. 이를 비지배 분류 유전알고리즘에 적용하여 최적화를 수행하고 유한요소해석을 통해 검증하였다. 또한, 중심합성 계획법과 D-최적 계획법을 이용한 최적해를 비교 분석하였다.

• 한국환경과학회지
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• 제23권3호
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• pp.359-368
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• 2014

The aim of our research was to apply experimental design methodology in the optimization of N, N-Dimethyl-4-nitrosoaniline (RNO, which is indictor of OH radical formation) degradation using gas mixing-circulation plasma process. The reaction was mathematically described as a function of four independent variables [voltage ($X_1$), gas flow rate ($X_2$), liquid flow rate ($X_3$) and time ($X_4$)] being modeled by the use of the central composite design (CCD). RNO removal efficiency was evaluated using a second-order polynomial multiple regression model. Analysis of variance (ANOVA) showed a high coefficient of determination ($R^2$) value of 0.9111, thus ensuring a satisfactory adjustment of the second-order polynomial multiple regression model with the experimental data. The application of response surface methodology (RSM) yielded the following regression equation, which is an empirical relationship between the RNO removal efficiency and independent variables in a coded unit: RNO removal efficiency (%) = $77.71+10.04X_1+10.72X_2+1.78X_3+17.66X_4+5.91X_1X_2+3.64X_2X_3-8.72X_2X_4-7.80X{_1}^2-6.49X{_2}^2-5.67X{_4}^2$. Maximum RNO removal efficiency was predicted and experimentally validated. The optimum voltage, air flow rate, liquid flow rate and time were obtained for the highest desirability at 117.99 V, 4.88 L/min, 6.27 L/min and 24.65 min, respectively. Under optimal value of process parameters, high removal(> 97 %) was obtained for RNO.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권3호
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• pp.661-666
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• 2000

Optimization of the elastic joint of train is performed according to the minimization of ten responses which represent driving safety and ride comfort of train and analyzed by using the each response se surface model from stochastic design of experiments. After the each response surface model is constructed, the main effect and sensitivity analyses are successfully performed by 2nd order approximated regression model as described in this paper. We can get the optimal solutions using by nonlinear programming method such as simplex or interval optimization algorithms. The response surface models and the optimization algorithms are used together to obtain the optimal design of the elastic joint of train. the ten 2nd order polynomial response surface models of the three translational stiffness of the elastic joint (design factors) are constructed by using CCD(Central Composite Design) and the multi-objective optimization is also performed by applying min-max and distance minimization techniques of relative target deviation.

• 한국자기학회지
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• 제20권6호
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• pp.239-243
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• 2010

본 논문은 반응표면법(Respone Surface Methodology)과 유한요소법(Finite Element Method)을 이용하여 250 kW급 견인 유도 전동기의 효율 향상을 위한 최적설계기준에 대해서 다루었다. 본 논문의 주 관점은 첫째, 회전자 형상 및 치수변화에 따른 토크 비교를 통해 설계 해를 찾는 것이다. 둘째, 중심합성법(Central Composite Design)과 결합된 해석방법이 도입되었고, 추정된 회귀모델의 적합성을 결정하기 위해 분산분석(Analysis Of Variance)이 수행되었다. 이렇게 제안된 실험 절차는 기존의 초기 모델로 부터 시작하여 회전자 형상 및 치수를 최적설계 하였다.