• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제20권4호
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• pp.38-43
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• 2021

Permanent magnet linear synchronous motor (PMLSM) is suitable for use in cleanroom environments and have advantages such as high speed, high thrust, and high precision. If the stators are arranged in the entire moving path of the mover, there is a problem in that the installation cost increases. To solve this problem, discontinuous armature arrangement PMLSM has been proposed. In this case, the mover receives a greater detent force in the section where the stator is not arranged. When a large detent force occurs, it appears as a ripple component of the thrust during PMLSM operation. If the shape of the stator is changed to reduce the detent force, the characteristics of the back EMF are changed. Therefore, in this paper, the detent force and the harmonic components of back EMF were reduced through multi-purpose shape optimization. To this end, the FEA model was constructed and main effect analysis was performed on the major shape variables affecting each objective function. Then, the optimal shape that minimizes the objective function was derived through the response surface analysis method.

• Advances in materials Research
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• 제13권1호
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• pp.1-18
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• 2024

The present experimental investigation focuses on finding optimal parametric data-set of laser micro-drilling operation with minimum taper and Heat-affected zone during laser micro-drilling of Carbon Nanotube/Epoxy-based composite materials. Experiments have been conducted as per Box-Behnken design (BBD) techniques considering cutting speed, lamp current, pulse frequency and air pressure as input process parameters. Then, the relationship between control parameters and output responses is developed using second-order nonlinear regression models. The analysis of variance test has also been performed to check the adequacy of the developed mathematical model. Using the Response Surface Methodology (RSM) and an Accelerated particle swarm optimization (APSO) technique, optimum process parameters are evaluated and compared. Moreover, confirmation tests are conducted with the optimal parameter settings obtained from RSM and APSO and improvement in performance parameter is noticed in each case. The optimal process parameter setting obtained from predictive RSM based APSO techniques are speed=150 (m/s), current=22 (amp), pulse frequency (3 kHz), Air pressure (1 kg/cm²) for Taper and speed=150 (m/s), current=22 (amp), pulse frequency (3 kHz), air pressure (3 kg/cm²) for HAZ. From the confirmatory experimental result, it is observed that the APSO metaheuristic algorithm performs efficiently for optimizing the responses during laser micro-drilling process of nanocomposites both in individual and multi-objective optimization.

• 한국생산제조학회지
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• 제24권2호
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• pp.192-197
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• 2015

In many fields, the importance of reducing weight is increasing. A product should be designed such that it is profitable, by lowering costs and exhibiting better performance than other similar products. In this study, the mass and deflection of steel structures have to be reduced as objective functions under constraint conditions. To reduce computational analysis time, central composite design(CCD) and D-Optimal are used in design of experiments(DOE). The accuracy of approximate models is evaluated using the $R^2$ value. In this study, the objective functions are multiple, so the non-dominant sorting genetic algorithm(NSGA-II), which is highly efficient, is used for such a problem. In order to verify the validity of Pareto solutions, CAE results and Pareto solutions are compared.

• 한국생산제조학회지
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• 제24권3호
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• pp.308-313
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• 2015

In this research, a multi-objective optimal design of a scroll compressor lower frame was approximated, and the design parameters of the lower frame were selected. The sensitivity of the design parameters was induced through a parameter analysis, and the thickness was determined to be the most sensitive parameter to stress and deflection. All of the design parameters regarding the mass are sensitive factors. It was formulated for the problem about stress and deflection to be caused by the axial load. The sensitivity of the design variables was determined using an orthogonal array for the parameter analysis. Using the central composite and D-optimal designs, a second polynomial approximation of the objective and constraint functions was formulated and the accuracy was verified through an R-square. These functions were applied to the optimal design program (NSGA-II). Through a CAE analysis, the effectiveness of the central composite and D-optimal designs was determined.

• 한국해양공학회지
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• 제27권1호
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• pp.85-92
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• 2013

This paper deals with the resonant type of a WEC (wave energy converter) and the determination method of its geometric parameters which were obtained to construct the robust and optimal structure, respectively. In detail, the optimization problem is formulated with the constraints composed of the response surfaces which stand for the resonance period(heave, pitch) and the meta center height of the buoy. Use of a signal-to-noise ratio calculated from normalized multi-objective results with the weight factor can help to select the robust design level. In order to get the sample data set, the motion responses of the power buoy were analyzed using the BEM (boundary element method)-based commercial code. Also, the optimization result is compared with a robust design for a feasibility study. Finally, the power efficiency of the WEC with the optimum design variables is estimated as the captured wave ratio resulting from absorbed power which mainly related to PTO (power take off) damping. It could be said that the resultant of the WEC design is the economical optimal design which satisfy the given constraints.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권10호
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• pp.1323-1328
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• 2011

자동차 로워암과 같이 다양한 형상설계변수를 갖는 부품모듈의 최근 설계경향은 설계자가 관심을 갖는 설계영역을 선형 및 2 차 다항식으로 근사화시키는 반응표면모델로 탐색하고, 다음 단계로서 최적설계를 수행하는 것이다. 본 연구에서는 로워암의 설계변수 변화에 따른 작용응력과 중량의 비선형적 변화뿐만 아니라 이의 예측에 적합한 신경망모델로 직교성과 균형성을 모두 만족시키는 다수준 전산실험계획법으로 설계영역을 탐색하였다. 구축된 신경망모델에 형상 설계변수의 공차도 같이 고려할 수 있는 식스시그마 제약조건을 적용하여 로워암의 공차 최적설계를 수행하고, 최적해의 공차 강건성을 확보하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권7호
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• pp.673-679
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• 2015

본 연구는 비지배 분류 유전알고리즘(NSGA-II)을 이용하여 흐트러진 쿼드콥터의 자세를 빠르게 회복 할 수 있는 최적화된 PID(Proportional-Integral-Derivative) 이득 값을 얻고자 하였다. PID 제어에 앞서 로터가 4 개로 이루어진 쿼드콥터의 간격을 전산유체해석을 통해 정의하였으며, 정의된 쿼드콥터 모델을 통하여 PID 제어 알고리즘을 생성하였다. 반응표면 모델을 생성하기 위해 실험계획법의 하나인 D-최적계획법 이용하여 실험점을 배치 시킨 후 반응표면모델을 생성하였다. Roll 과 Altitude 의 두 값을 동시에 만족할 수 있는 PID 의 이득 값을 NSGA-II 를 통해 쿼드콥터의 최단 시간의 자세제어를 할 수 있는 최적의 이득 값을 얻을 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권12호
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• pp.4697-4706
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• 2010

본 연구에서는 시뮬레이션과 네트워크 분석법을 이용하여 다품종 소량생산 체제로 운영되는 자동차 부품 가공시스템의 최적 운영방안을 제시하였다. 이를 위해 먼저, 생산현장의 복잡하고 다양한 운영 요소들을 반영하여 시뮬레이션 모델링 한 후 반응표면법으로 메타모델을 설계하였다. 그 후 의사결정권자들로부터 주요 평가 요소들과 그 요소들 간의 중요도를 수집하여, 네트워크 분석법으로 그 가중치를 설계한 후 다목적 유전자알고리즘을 사용하여 그 최적운영방안을 제시하고 그 결과를 분석하였다. 그와 더불어 계층화분석법으로 설계한 가중치를 반영한 운영방안과의 비교를 통해, 본 연구에서 제시한 방법이 평가 요소간의 내 외부 종속성과 상호연관성을 반영하여 더 정밀하고 우수한 운영방안임을 입증하였다. 본 연구를 활용하면 자동차 부품산업과 같은 다품종 소량생산 시스템의 운영방안 설계시 의사결정권자에게 보다 효과적이고 정밀한 정보를 제공해 줄 수 있을 것이다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권2호
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• pp.377-386
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• 2021

A60 급 갑판 관통 관은 선박과 해양플랜트에서 화재사고가 발생할 경우 화염의 확산을 방지하고 인명을 보호하기 위해 수평구조에 설치되는 방화장치이다. 본 연구에서는 다양한 대리모델과 다중 섬 유전자 알고리즘을 이용하여 A60 급 갑판 관통 관의 방화설계에 대한 이산변수 근사최적화를 수행하였다. A60 급 갑판 관통 관의 방화설계는 과도 열전달해석을 통해 평가하였다. 근사최적화에서 관통관의 길이, 지름, 재질, 그리고 단열재의 밀도는 이산설계변수로 적용하였고, 제한조건은 온도, 생산성 및 가격을 고려하였다. 대리모델 기반의 근사최적설계 문제는 제한조건을 만족하면서 A60 급 갑판 관통 관의 중량을 최소화할 수 있는 이산설계변수를 결정하도록 정식화하였다. 반응표면모델, 크리깅, 그리고 방사기저함수 신경망과 같은 다양한 대리모델이 근사최적화에 사용되었다. 근사최적화의 정확도를 검토하기 위해 최적해의 결과는 실제 계산 결과와 비교하였다. 근사최적화에 사용된 대리모델 중 방사기저함수 신경망 모델이 A60 급 갑판 관통 관의 방화설계에 대해 가장 정확한 최적설계 결과를 나타내었다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제13권3호
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• pp.78-86
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• 2019

본 연구에서는 전개성능을 고려한 대형 전개형 SAR 안테나의 회전스프링 힌지의 강성 최적설계에 대해 기술한다. 대형 전개형 SAR 안테나는 발사환경에서는 접혀 있다가 궤도에서 임무를 수행할 때 펼치게 된다. 이러한 조건에서 여러 장으로 구성된 안테나 패널을 주어진 시간 내에 최소의 충격으로 전개할 수 있도록 회전스프링 힌지의 적절한 강성을 찾는 것은 매우 중요하다. 회전스프링 강성이 강하면 완전 전개시점에서 발생하는 큰 충격하중이 구조체에 손상을 주며, 약하면 전개 저항으로 인해 완전전개를 보장할 수 없기 때문이다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 RecurDyn을 이용한 다물체동역학 해석모델을 생성하였으며 전개해석을 통해 전개성능(전개시간 전개충격하중)을 도출하였다 최적의 회전스프링 강성을 찾기 위해 이에 따른 전개성능을 반응표면법을 통해 근사화 시켰으며 최적설계를 수행하여 적절한 회전스프링의 강성 값을 도출하였다.