• 제목/요약/키워드: Geometric Programming

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3차원 평형 마이크로조정장치 : 설계 고려사항 (3-DOF Parallel Micromanipulator : Design Consideration)

  • 이정익;이동찬;한창수
    • 한국공작기계학회논문집
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    • 제17권2호
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    • pp.13-22
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    • 2008
  • For the accuracy correction of the micro-positioning industrial robot, micro-manipulator has been devised. The compliant mechanisms using piezoelectric actuators is necessary geometrically and structurally to be developed by the optimization approaches. The overall geometric advantage as the mechanical efficiencies of the mechanism are considered as objective functions, which respectively art the ratio of output displacement to input force, and their constraints are the vertical notion of supporting leg and the structural strength of manipulation. In optimizing the compliant mechanical amplifier, the sequential linear programming and an optimality criteria method are used for the geometrical dimensions of compliant bridges and flexure hinges. This paper presents the integrated design process which not only can maximize the mechanism feasibilities but also can ensure the positioning accuracy and sufficient workspace. Experiment and simulation are presented for validating the design process through the comparisons of the kinematical and structural performances.

New explicit formulas for optimum design of concrete gravity dams

  • Habibi, Alireza;Zarei, Sajad;Khaledy, Nima
    • Computers and Concrete
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    • 제27권2호
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    • pp.143-152
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    • 2021
  • Large dams are a part of the infrastructure of any society, and a huge amount of resources are consumed to build them. Among the various types of dams, the optimum design of concrete gravity dams requires special attention because these types of dams require a huge amount of concrete for their construction. On the other hand, concrete gravity dams are among the structures whose design, regarding the acting forces, geometric parameters, and resistance and stability criteria, has some complexities. In the present study, an optimization methodology is proposed based on Sequential Quadratic Programming (SQP), and a computer program is developed to perform optimization of concrete gravity dams. The optimum results for 45 concrete gravity dams are studied and regression analyses are performed to obtain some explicit formulas for optimization of the gravity dams. The optimization of concrete gravity dams can be provided easily using the developed formulas, without the need to perform any more optimization process.

설계 초기 단계 형상정보 연동 데이터 호환체계 개발 - 오피스 매스를 중심으로 (Data interoperability between authoring software and BIM system focused on the office building in conceptual design phase)

  • 박정대
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권11호
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    • pp.494-500
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    • 2020
  • 디자인 대안들을 검토하는 설계 초기단계에서 복잡한 건축물 형상을 시각적으로 구현하기 위해서는 여러 모델링 기법이 요구된다. 형태를 정의해주는 기하학적 속성들을 포함한 형상정보를 서로 다른 디지털 플랫폼 사이에서 프로세스의 연속성을 유지한 채 변환하는 과정에는 상당한 기술적 제약이 존재하고 있다. 이에, 본 연구는 디자인 도구로서 3D 모델링 소프트웨어(McNeel Rhino 3D)와 BIM 시스템(Autodesk Revit Architecture)사이에서 데이터 변환을 위한 호환체계를 제시하고자 한다. 이를 위해, 중간 형식의 파일을 불러들이는 기존의 방식이 아니라, 곡면형상에 내재된 수학적 함수관계를 정의한 NUBS 속성을 지원해주는 파일 포맷(3DM)을 링크시키는 인터페이싱 방법론에 기반한다. 즉, 시각적 프로그래밍 도구인 다이나모(Autodesk Dynamo for Revit)를 이용하여 형상정보를 매스 패밀리와 연동시켜주는 알고리즘을 구현함으로써, 여러 계획안들의 형상으로부터 면적정보의 자동적인 산출이 가능하게 되어 초기 설계단계에서의 규모 검토에 적용 가능하다. 알고리즘 기반의 데이터 호환을 구현한 본 연구 성과는 정형과 비정형 형상의 오피스 건축물을 대상으로 실무에서 요구되는 작업환경 설정을 템플릿 형식의 가이드라인으로 제공하는 동시에, 설계 지원 도구로서 그 활용성이 기대된다.

자기부상용 Halbach 자석 배열을 이용한 선형 능동자기 베어링의 최적설계 (Optimal design of a Linear Active Magnetic Bearing using Halbach magnet array for Magnetic levitation)

  • 이학준;안다훈
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제22권1호
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    • pp.792-800
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    • 2021
  • 본 논문은 Halbach 자석 배열을 사용하여 새로운 구조의 선형 능동자기 베어링 개발을 제시하고자 하였다. 선형 능동자기 베어링은 자석 간 발생하는 자중 보상 능력과 코일에 전류를 인가함으로서 발생하는 동적 힘을 이용하여 반도체 장비, 가공 장비 등 다양한 산업분야에서 적용되고 있다. 기존의 선형 능동자기 베어링은 크기에 비해 동적 힘이 낮은 문제점이 있다. 따라서 본 논문에서는 기존 보다 높은 동적 힘을 발휘하는 선형 능동자기 베어링을 개발하기 위해 시뮬레이션을 통해 기존 구조를 분석하고 새로운 구조를 제안하였다. 제안된 새로운 구조의 선형 능동 자기베어링을 최적화하기 위해서 모델링 및 최적 설계를 수행하였다. Sequential Quadratic Programming을 사용하여 제안된 선형 능동자기 베어링의 기하학적 설계 변수에 대해 최적의 설계가 수행되었으며, 최적설계 된 선형 능동자기 베어링의 설계성능은 정적 힘 45.063 N, 로렌츠 힘 상수 19.543 N/A 로 기존보다 높은 동적 힘을 발휘하는 것이 확인되었다.

뉴미디어 예술 작품에 적용된 알고리즘의 미학적 함의 : 라이브 코딩을 중심으로 (Aesthetic Implications of the Algorithm Applied to New Media Art Works : A Focus on Live Coding)

  • 오준호
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제13권3호
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    • pp.119-130
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    • 2013
  • 본 논문은 알고리즘이 물질성과 표현성을 획득할 수 있음을 라이브 코딩을 통해 연구한다. 라이브 코딩은 실시간으로 코드를 작성하면서 소리를 생성하고, 코드를 스크린에 투사하는 즉흥 음악 장르이다. 기존의 라이브 코딩 연구는 공연을 효과적으로 뒷받침할 수 있는 개발 환경에 초점을 맞추어 왔다. 그러나 본 연구는 라이브 코딩에서 주로 활용되는 ChucK, Impromptu, 라이브 코드의 시각화의 언어적 특성 분석과 "aa-cell"과 "slub"의 실제 공연 사례 분석을 통해 알고리즘 구현에 내재된 미학적 태도를 연구한다. 라이브 코딩의 미학적 태도는 대수적 태도와 기하학적 태도로 나눌 수 있다. 대수적 태도는 시간상에 순차적인 개념의 전개에 초점을 맞추고, 기하학적 태도는 개념의 구조를 공간상에 시각적 구조로 물질화하는데 중심을 둔다. 이러한 태도의 차이는 개념시와 구체시를 통해 표명된 개념과 물질 사이의 긴장 관계가 라이브 코딩에서 유사하게 반복된다는 것을 의미한다. 라이브 코딩에서 언어에 대한 입장이 개념과 물질 중에서 무엇을 강조하는가에 따라 알고리즘의 표현성이 규정된다.

정밀제조를 위한 기하공차에서의 윤곽공차 사용 (A Profile Tolerance Usage in GD&T for Precision Manufacturing)

  • 김경욱;장성호
    • 산업경영시스템학회지
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    • 제40권2호
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    • pp.145-149
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    • 2017
  • One of the challenges facing precision manufacturers is the increasing feature complexity of tight tolerance parts. All engineering drawings must account for the size, form, orientation, and location of all features to ensure manufacturability, measurability, and design intent. Geometric controls per ASME Y14.5 are typically applied to specify dimensional tolerances on engineering drawings and define size, form, orientation, and location of features. Many engineering drawings lack the necessary geometric dimensioning and tolerancing to allow for timely and accurate inspection and verification. Plus-minus tolerancing is typically ambiguous and requires extra time by engineering, programming, machining, and inspection functions to debate and agree on a single conclusion. Complex geometry can result in long inspection and verification times and put even the most sophisticated measurement equipment and processes to the test. In addition, design, manufacturing and quality engineers are often frustrated by communication errors over these features. However, an approach called profile tolerancing offers optimal definition of design intent by explicitly defining uniform boundaries around the physical geometry. It is an efficient and effective method for measurement and quality control. There are several advantages for product designers who use position and profile tolerancing instead of linear dimensioning. When design intent is conveyed unambiguously, manufacturers don't have to field multiple question from suppliers as they design and build a process for manufacturing and inspection. Profile tolerancing, when it is applied correctly, provides manufacturing and inspection functions with unambiguously defined tolerancing. Those data are manufacturable and measurable. Customers can see cost and lead time reductions with parts that consistently meet the design intent. Components can function properly-eliminating costly rework, redesign, and missed market opportunities. However a supplier that is poised to embrace profile tolerancing will no doubt run into resistance from those who would prefer the way things have always been done. It is not just internal naysayers, but also suppliers that might fight the change. In addition, the investment for suppliers can be steep in terms of training, equipment, and software.

외곽선을 이용한 효율적인 기하모델 재구성 기법 (Efficient Geometric Model Reconstruction using Contour Lines)

  • 정회상;권구주;신병석
    • 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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    • 제32권8호
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    • pp.418-425
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    • 2005
  • 표면 재구성은 2차원 기하정보로 부터 3차원 물체의 형상을 복원하는 방법이다. 기존의 표면 재구성 알고리즘 중 많이 사용되는 Barequet의 방법은 정합되는 부분을 먼저 타일화 하고, 정합되지 않는 부분인 클레프트는 동적 계획법으로 타일화 한다. 그러나 이 방법은 클레프트를 처리하는 시간이 오래 걸리기 때문에 모델이 복잡할 경우 수행속도가 저하되는 단점이 있다. 본 논문에서는 분기가 없는 단순영역을 한 번의 연산으로 외곽선의 최단거리 정점을 따라 타일화 하고, 분기가 있는 경우에는 정합이 잘되는 기본영역과 정합이 되지 않는 클레프트로 나눈다. 클레프트는 최단거리 정점들의 중점을 이용하여 간단하고 신속하게 타일화 하는 방법을 제안한다. 실험결과 기존 방법보다 메쉬 재구성 속도와 정확도가 높아진 것을 확인할 수 있었다.

평면(平面) 트러스 구조물(構造物)의 형상최적화(形狀最適化)에 관한 구연(究研) (A Study on Shape Optimization of Plane Truss Structures)

  • 이규원;변근주;황학주
    • 대한토목학회논문집
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    • 제5권3호
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    • pp.49-59
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    • 1985
  • 탄성(彈性) 이론(理論)에 의하여 트러스의 형상최적화(形狀最適化) 문제(問題)를 형성(形成)하게 되면 부재(部材)의 단면적(斷面積)과 절점(節點)의 좌표(座標)를 동시에 고려(考慮)해야 하는 복잡(複雜)한 비선형(非線型) 계획문제(計劃問題)가 된다. 이런 비선형(非線形) 계획문제(計劃問題)를 해석(解析)할 수 있도록 제시(提示)된 기법(技法)이 별로 없고 현재 사용(使用)하고 있는 기법(技法)들도 실제(實際)의 적용(適用)에 제한(制限)을 받는 경우가 많다. 그러므로 트러스의 형태(形態), 재하조건(載荷條件) 등에 구애됨이 없이 트러스의 형상(形狀)을 최적화(最適化)할 수 있는 일반(一般) 해석기법(解析技法)이 필요(必要)한 것이다. 이에 본연구(本硏究)에서는 전(全) 해석과정(解析過程) two-phases로 나누어 phase 1 에서는 단면(斷面)을 최적화(最適化)하고 phase 2 에서는 트러스의 절점좌표(節點座標)를 변수(變數)로 하여 형상(形狀)을 최적화(最適化)하는 알고리즘을 개발(開發)한 것이다. 이 알고리즘의 phase 1 에서 유도(誘導)된 비선형(非線型) 계획문제(計劃問題)를 SUMT 문제(問題)로 변환(變換)시켜 Modified Newton-Raphson Method에 의한 SUMT 법(法)을 채택(採擇)하고 phase 2 에서는 Rosenbrock Method의 일방향(一方向) 탐사기법(探査技法)에 의해 목적함수(目的凾數)만이 최소(最小)가 되도록 하는 기법(技法)을 도입(導入)하여 최적화(最適化) 알고리즘 개발(開發)하였다. 개발(開發)된 알고리즘을 트러스의 형태(形態), 설계제약조건(設計制約條件), 재하조건(載河條件) 등을 변화(變化)시켜 가면서 수종(數種)의 트러스에 적용(適用)하여 수치계산(數値計算)을 실시(實施)하고 그 결과(結果)를 다른 알고리즘의 결과(結果)와 정교(正較)하므로서 개발(開發)된 알고리즘의 타당성(妥當性) 안정성(安定性) 적용성(適用性)을 검토(檢討)하였다. 연구(硏究) 결과(結果) 개발(開發)된 이 two-phases 알고리즘은 트러스의 설계조건(設計條件)에 구애받지 않고 트러스의 형상최적화(形狀最適化)에 적용(適用)할 수 있으며 안정성(安定性)있게 빠른 속도(速度)로 최적해(最適解)에 수렴(收斂)한다는 사실(事實)이 확인(確認)되었다. 이에 본(本) 알고리즘을 트러스의 형상최적화(形狀最適化) 알고리즘으로 새로이 제안(提案)하고 본(本) 알고리즘이트러스의 경제적(經劑的)인 설계(設計)에 도움을 줄 수 있을 것으로 사료(思料)된다.

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대용량 고해상 위성영상처리 시스템 개발 (Development of an Image Processing System for the Large Size High Resolution Satellite Images)

  • 김경옥;양영규;안충현
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제14권4호
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    • pp.376-391
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    • 1998
  • 위성의 발달에 따라 고해상영상이 등장하게 되었고 지표상태 분석에 매우 유용하게 되었다. GeoWatch는 지능형 영상처리 시스템으로서, 고해상도 영상을 이용하여 디지타이징, 지리보정, 강조, 여러 가지 연산, 식생지수 분석, 등을 하여 지표면 분석 등을 할 수 있는 시스템이다. 도한 지능형 분석 방법등 여러 가지 기법을 이용하여 변화지역분석, 토지 분류, 도시정보추출 등을 수행한다. 이 시스템의 강점은 full scene 영상같은 대용량 영상을 다룰 경우 역동적인 알고리즘 저장 방식을 채택하였고, 자동메뉴 생성, 사용자 편의를 위한 비쥬얼 프로그래밍 환경 등을 제공한다. 이 시스템은 또한 위성영상 위에 벡터를 중첩하여 분석하거나 수정 작업을 할 수 있고, 3차원 비행 시뮬레이션도 가능하다. 이 시스템은 영상 처리 모듈 외에도 영상 변환 및 수정 유틸리티 기능을 많이 제공한다. 본 논문에서는 또한 지능형 영상 분석 방법 뿐만 아니라, 대용량처리나, 비쥬얼 프로그램을 위한 디자인 개념을 제공한다.

Large-Scale Joint Rate and Power Allocation Algorithm Combined with Admission Control in Cognitive Radio Networks

  • Shin, Woo-Jin;Park, Kyoung-Youp;Kim, Dong-In;Kwon, Jang-Woo
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제11권2호
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    • pp.157-165
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    • 2009
  • In this paper, we investigate a dynamic spectrum sharing problem for the centralized uplink cognitive radio networks using orthogonal frequency division multiple access. We formulate a large-scale joint rate and power allocation as an optimization problem under quality of service constraint for secondary users and interference constraint for primary users. We also suggest admission control to nd a feasible solution to the optimization problem. To implement the resource allocation on a large-scale, we introduce a notion of using the conservative factors $\alpha$ and $\beta$ depending on the outage and violation probabilities. Since estimating instantaneous channel gains is costly and requires high complexity, the proposed algorithm pursues a practical and implementation-friendly resource allocation. Simulation results demonstrate that the large-scale joint rate and power allocation incurs a slight loss in system throughput over the instantaneous one, but it achieves lower complexity with less sensitivity to variations in shadowing statistics.