• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제17권12호
• /
• pp.603-610
• /
• 2016

국내에 고속열차가 도입된 지 12년이 지났고, 국내기술로 개발된 KTX-산천도 운행한지 6년 정도 되었다. 호남선 고속철도의 개통으로 현재 국내 고속선로의 수송용량은 거의 포화상태가 되었고, 이에 따라 수송용량을 증대하기 위하여 열차의 운행속도를 높이는 연구 등 다양한 연구가 수행되고 있다. 본 연구는 그 중 일부로 KTX-산천 고속열차의 운행속도를 350km/h로 높이기 위하여 열차의 임계속도를 향상시키기 위해 수행되었다. KTX와 KTX-산천 영업운행 차량에서 측정된 차륜마모 데이터를 이용하여 KTX-산천 편성 모델에 대한 동역학해석을 수행하였고, KTX-산천 영업차량에서 측정된 진동가속도 측정결과와의 비교를 통하여 해석결과의 타당성을 검증하였다. 고속열차의 운행속도 향상을 위하여 열차의 임계속도 향상을 목표로 대차 주요 현가장치 파라미터에 대한 최적화 연구를 수행하였다. 민감도 분석을 통해 최적화를 위한 주요 현가장치 파라미터를 선정하였고, 반응표면분석법에 의해 2차 회귀 모형 함수를 추정하였다. 2차의 목적함수를 최소화시키는데 있어서 효율적인 성능을 발휘하는 SQP 방법을 사용하여 최적화를 수행한 결과 KTX-산천의 임계속도가 9.4%정도 증가함을 확인하였다. 최적화된 현가장치 파라미터는 KTX-산천 영업속도를 300km/h에서 350km/h로 향상시키기 위한 신규대차 설계 시 반영될 예정이다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제35권6호
• /
• pp.649-656
• /
• 2011

자동차용 리튬이온전지(lithium-ion batteries)의 성능향상 및 효과적인 셀 설계를 위한 준 2 차원 (pseudo-2-dimension) 해석 모델을 개발하였다. 전지 내부에 리튬, 리튬이온, 전자의 거동 및 계면에서 전해질과 활물질의 리튬이온 농도와 전기적 포텐셜 차이에 의한 전기화학 반응량 등을 계산할 수 있는 $Newman^{(1,2)}$ 모델을 기반에 변수 추정을 위한 최적화 기능을 추가하였다. 이 전기화학모델을 이용해 설계 변수, 재료의 물성 값 등의 의한 충/방전 특성을 계산할 수 있으며, 위치와 시간에 따른 전위, 농도, 생성전류량 등을 알 수 있다. 역으로 최적화 기능을 이용하여 실험에서 얻은 충/방전 곡선과 계산 값의 오차를 최소화하는 방법으로 측정이 어려운 물성값 추정이 가능하며 이를 이용하여 셀 성능 열화에 영향을 주는 변수 및 열화도를 예측할 수 있다. SB 리모티브에서 측정된 열화 과정의 방전 곡선들을 이용하여 최적화 해석을 수행하여 전지의 반복수명열화가 음극 및 양극활물질의 반응면적 및 전해질에 확산계수의 열화에 의한 것임을 알 수 있었다.

• 한국식품영양과학회지
• /
• 제34권4호
• /
• pp.567-571
• /
• 2005

레스베라트롤은 항암작용, 항혈전작용, 항산화작용 및 심혈관계질환의 발병을 낮추는작용이 있다고 보고되어 있다. 본 실험에서는 땅콩에 함유되어 있는 레스베라트롤의 함량을 증가시키기 위한 침지조건을 반응표면분석법을 이용하여 최적화하였다. 레스베라트롤의 함량에 영향을 미치는 요인으로는 침지 시 물의 양(농도), 침지시간 그리고 침지 후 건조시간을 검토하였으며, 실험결과 침지 시 물의 양(농도)은 $67.15\%$, 침지시간은 19.57 hr, 침지 후 건조시간은 65.56 hr으로 나타났다. 이 조건하에서 레스베라트롤은 $0.1\;{\mu}g/g$에서 $4.55\;{\mu}g/g$으로 약 45배 정도 증가함을 확인할 수 있었다. 레스베라트롤의 증가에 가장 큰 영향을 주는 요인으로는 침지시간이었으며 그 다음으로 침지 시 물의 양(농도)이 영향을 주었으며, 침지 후 건조시간은 별 영향을 주지 않았다. 본 실험의 이차 다항 회귀 곡선식에 대한 적합도를 결정 계수로 조사한 결과 높은 적합도를 나타내었으며, 분석 방법에 대한 검증에서도 그 결과가 우수하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제37권2호
• /
• pp.75-83
• /
• 2016

Nursing staffing is of major interest in hospital management, however, no practical method has been developed. The present study proposed a mathematical model based on the patient classification system for nursing staffing optimization. A few characteristic parameters possibly determined experimentally and/or empirically were introduced followed by systematic calculation of the required number of nurses. An essential concept of the model is the unit work load defined as the amount of nursing work performed on single patient per unit time, where the work load is defined as the number of nursing staffs multiplied by the working hours. The unit work load was considered to vary with the patient classification level as well as the working time during a day, both of which were represented by corresponding parameter values. The number of patients for each class and the number of working hours were multiplied to the unit work load, and added up to obtain the total required work load. As the next step, the averaged number of hours that a nurse could provide per day was formulated considering the degree of nursing practice experience into 3 levels. Finally, the appropriate number of nursing staffs was calculated as the total work load divided by the average working hours per nurse. The present technique has a great advantage that the number of nursing staffs to fulfill the required work load is systematically calculated once the characteristic parameters are appropriately determined, leading to instant and fast evaluation. A practical PC program was also developed to apply the present model to nursing practice.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제13권6호
• /
• pp.51-57
• /
• 2012

본 연구는 E-beam 공정을 통한 triclosan의 광분해에 대하여 조사하였다. 공정의 최적화는 실험계획법에 의한 회분식 실험을 통해 수행되었다. 실험계획법은 통계적 적용 방안의 하나로 각 인자간의 영향을 고려하기 위해 반응표면을 설계하는 방법이다. 반응은 triclosan의 제거율(%, $Y_1$)과 TOC 제거율(%, $Y_2$)로 적용되었고 두 개의 독립변수로서 triclosan의 농도를 "$x_1$", 조사강도를 "$x_2$"로 설계하였다. 코드화 된 인자에 대한 Triclosan 제거율과 TOC 제거율에 따른 회귀식은 각각 $Y_1=63-12.4335x_1+15.1835x_2+5.8125x{_1}^2-5.6875x{_2}^2-0.75x_1x_2(R^2=95.1%,\;R^2(Adj)=91.7%)$과 $Y_2=46-8.8462x_1+11.7175x_2-0.75x{_1}^2-6.25x{_2}^2(R^2=98.7%,\;R^2(Adj)=97.7%)$로 나타났다. $Y_1$과 $Y_2$에 대한 모델 예측식의 결정계수($R^2$)와 수정결정계수($R{^2}_{(Adj)}$)의 값이 90% 이상으로 나타나 실험적 관찰결과와 잘 부합하였다. 이러한 결과는 회귀모델이 E-beam 공정에서의 인자영향을 잘 설명하며 통계적 적용이 성공적으로 적용된 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제53권8호
• /
• pp.597-604
• /
• 2020

하도홍수추적을 위한 수문학적 방법인 머스킹검 방법은 유입량, 유출량 그리고 저류량의 관계를 활용하여 유출량을 예측하는 방법이다. 머스킹검 방법에 관한 많은 연구가 진행되면서 필요한 매개변수들은 점점 늘어나게 되었고, 많은 매개변수로 인해 계산과정이 복잡해졌다. 이러한 문제를 해결하기 위해 최적화 알고리즘을 머스킹검 방법의 매개변수 산정에 적용하였다. 본 연구는 Advanced Nonlinear Muskingum Model considering continuous flow (ANLMM-L)를 Wilson 홍수자료와 Sutculer 홍수자료에 적용하여 Linear Munsingum Model incorporating Lateral flow (LMM-L)과 Kinematic Wave Model (KWM)의 결과와 비교하였다. 관측 유출량과 모의 유출량과의 비교를 위한 지표로 Sum of Squares (SSQ)를 사용하였다. Exponential Bandwidth Harmony Search with Centralized Global Search (EBHS-CGS)가 ANLMM-L의 매개변수 산정에 적용되었다. Wilson 홍수자료에 적용한 결과 LMM-L보다 ANLMM-L이 정확한 결과를 나타냈다. Sutculer 홍수자료에서는 ANLMM-L이 KWM보다 좋은 결과를 보이긴 했으나, Sutculer 홍수자료의 유량이 크기 때문에 Wilson 홍수자료의 경우에 비해 SSQ가 크게 나타났다. EBHS-CGS는 본 연구에서 적용한 머스킹검 홍수추적뿐만 아니라 다양한 수자원 공학 문제에 적용할 수 있을 것이다.

• 한국진공학회지
• /
• 제18권4호
• /
• pp.245-253
• /
• 2009

InAs/GaSb (8/8-ML) 응력초격자 (SLS)의 성장 변수를 최적화하기 위하여, 다양한 조건 및 모드에서 SLS 구조를 제작하여 고분해능 X선회절 (XRD) 특성을 분석하였다. 본 연구에서는 성장온도, V/III 분자선 비율, 성장일시정지 (growth interruption, GI) 등의 변화를 통하여 SLS 계면층의 응력 변조를 유도하였고, XRD 0차 위성피크의 변위로서 응력의 변화를 고찰하였다. XRD 분석 결과로부터, SLS의 결정성과 응력의 변화를 유발하는 주요 변수는 각각 성장온도와 V/III(Sb/Ga) 비율임을 보여 주었다. 압축변형을 가지고 있는 본 연구에서 제작한 SLS 시료는 V/III(Sb/Ga) 비율의 감소에 따라 인장변형으로 전환됨을 보여 주었으며, GI 모드 및 시간에 따라 응력이 민감하게 변함을 관측할 수 있었다. 본 연구 결과로부터, [InAs/GaSb]-SLS ([8/8]-ML)의 최적 성장온도와 V/III(Sb/Ga) 비율는 각각 $350^{\circ}C$와 20이고, 결정성을 극대화하고 응력완화를 감소시키기 위해서는 InAs 성장 직전 약 3초 동안의 GI방법이 유효함을 보였다.

• 공업화학
• /
• 제31권2호
• /
• pp.172-178
• /
• 2020

본 연구에서는 마이크로웨이브를 이용한 폐유원료 바이오디젤 제조공정의 최적화 과정을 반응표면분석법을 이용해 진행하였다. 공정 변수로는 폐식용유의 산가, 마이크로웨이브 조사시간, 마이크로웨이브 조사온도, 알코올/유지 몰비 등을 선택하였고, 반응치로는 FAME 함량(96.5% 이상) 및 동점도(1.9~5.5 cSt)를 설정하였다. 기초실험을 통해 계량인자 변수범위를 마이크로웨이브 조사시간(4~6 min), 마이크로웨이브 조사세기(400~600 W), 알코올/유지 몰비(7~9)로 정하고, 반응표면분석법을 이용한 최적화 결과 바이오디젤 제조공정의 최적조건은 산가(2.0, 3.0 mg KOH/g) 별로 마이크로웨이브 조사시간(5.0, 5.1 min), 마이크로웨이브 조사세기(481.3, 525.5 W), 메탄올/유지 몰비(7.9, 8.4)로 나타났고, 이 조건에서 FAME 함량(97.49, 96.34%)과 동점도(4.01, 4.12 cSt)로 예측되었다. 실제 실험을 통해 확인한 결과는 FAME 함량(97.82, 96.42%)과 동점도(4.07, 4.16 cSt)로 측정되었고, 이의 평균 오차율은 각각 0.22, 0.98%로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제22권1호
• /
• pp.61-73
• /
• 2021

메타휴리스틱 탐색법은 주어진 정보의 부족 및 시간의 제약을 받는 상황에서 다양한 목적함수를 가진 문제를 해결하기 위해 개발되었다. 본 연구에서는 기존의 최적화 알고리즘인 Vision Correction Algorithm(VCA)의 성능을 강화한 Hybrid Vision Correction Algorithm(HVCA)을 개발하였다. HVCA는 기존의 알고리즘의 성능을 개선하기 위해 두 가지 방법을 적용하였다. 첫 번째 방법으로 사용자가 입력해야 하는 매개변수를 자가적응형 매개변수로 개선하였다. 두 번째 방법으로 Exponential Bandwidth Harmony Search With Centralized Global Search(EBHS-CGS)의 CGS 구조를 HVCA에 추가하였다. CGS 구조의 추가로 인해 HVCA 내부는 CGS와 VCA의 두 가지 구조로 구성되어 있다. 두 가지 구조를 효율적으로 사용하기 위해 반복시산을 진행하면서 최적값이 나오는 구조의 선택확률을 증가시키는 방법을 적용하였다. 제안된 HVCA의 성능을 확인하기 위해 최적화 문제에 적용하고, 그 결과를 Harmony Search(HS), Improved Harmony Search(IHS) 및 VCA와 비교하여 나타내었다. 적용결과 수학문제와 공학문제에서 HVCA는 HS, IHS 및 VCA보다 최적값 및 100번의 반복실행 중 최적값을 찾는 횟수가 많았으며, 최적값에 수렴하는 반복시산횟수도 낮았다. 이를 통해 HVCA가 성능이 개선되었다는 것을 확인할 수 있었다. 제안된 HVCA는 적용한 수학문제 및 공학문제 이외에도 많은 분야에 대해 좋은 결과를 나타낼 것으로 기대된다.

• 공업화학
• /
• 제34권3호
• /
• pp.299-306
• /
• 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.