• 대한기계학회논문집B
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• 제29권4호
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• pp.460-468
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• 2005

Analyses of flow and heat transfer characteristics and shape optimization of internally finned circular tubes have been performed for three-dimensional periodically fully developed turbulent flow and heat transfer. CFD and mathematical optimization are coupled in order to optimize the shape of heat exchanger. The design variables such as fin widths $(d_{1},\;d_{2})$ and fin height (h) are numerically optimized by minimizing the pressure loss and maximizing the heat transfer rate for limiting conditions of $d_{1}=0.2\~1.5\;mm,\;d_{2}=0.2\~1.5\;mm,$ and $h=0.2\~1.5mm$. Due to the periodic boundary conditions along main flow direction, the three layers of meshes are considered. The flow and thermal fields are predicted using the finite volume method and the optimization is carried out by means of the sequential quadratic programming (SQP) method which is widely used in the constrained nonlinear optimization problem.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제7권4호
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• pp.217-224
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• 2003

본 연구에서는 구조 응답의 불확실성을 고려하여 신뢰성해석을 수행한 후 구조물의 최적설계를 수행하기 위한 프로그램 기법을 제안하고자 한다. 신뢰성해석을 위해 AFOSM법을 이용하였으며, 해석에 의한 파괴확률과 신뢰도 지수값을 제약조건으로 이용하여 최적설계를 수행하였다. 최적설계방법으로는 최적정기법으로 가장 강력한 SQP법을 사용하였다. 제약조건과 불확실량 고려 유 무에 따른 해석결과 본 연구에서 대상으로 한 트러스의 경우 불확실량을 고려한 경우 최소중량이 20.92%, 평면골조의 경우 평균 8.08% 증가하였다.

• Journal of Ship and Ocean Technology
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• 제9권3호
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• pp.1-13
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• 2005

A design procedure for a ship with minimum total resistance has been developed using a numerical optimization method called SQP (Sequential Quadratic Programming) to search for optimized hull form and CFD(Computational Fluid Dynamics) technique. The friction resistance is estimated using the ITTC 1957 model-ship correlation line formula and the wave making resistance is evaluated using a potential-flow panel method based on Rankine sources with nonlinear free surface boundary conditions. The geometry of hull surface is represented and modified using B-spline surface patches during the optimization process. Using the Series 60 hull ($C_B$ =0.60) as a base hull, the optimization procedure is applied to obtain an optimal hull that produces the minimum total resistance for the given constraints. To verify the validity of the result, the original model and the optimized model obtained by the optimization process have been built and tested in a towing tank. It is shown that the optimal hull obtained around $13\%$ reduction in the total resistance and around $40\%$ reduction in the residual resistance at a speed tested compared with that of the original one, demonstrating that the present optimization tool can be effectively used for efficient hull form designs.

• 대한조선학회논문집
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• 제37권4호
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• pp.11-18
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• 2000

본 논문은 조파저항 성능 평가법을 비선형 계획법에 적용해서 선수 형상의 최적화에 응용한 연구결과이다. 조파저항은 비점성 포텐셜 유동의 가정으로 랜킨 소오스법(Rankine source method)을 이용하여 계산하였고 최적화 기법으로는 SQP(Sequential Quadratic Programming)법을 이용하였다. 선수형상의 표현과 변경은 스플라인(spline)함수를 이용하였으며 본 방법에 의하여 조파저항이 최소가 되는 선수형상의 결정이 가능하였다. 또한 마찰저항공식과 경험식으로 주어지는 형상영향계수(from factor)를 고려한 점성저항을 첨가하여 총 저항이 최소가 되는 선수 형상도 도출하여 서로 비교하였다.

• 한국음향학회지
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• 제27권6호
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• pp.263-270
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• 2008

초음파 어레이 센서의 성능은 구성 불성과 많은 구소 변수들에 의해 결정된다. 본 연구에서는 유한 요소해석을 통하여 구조적인 변화에 따른 초음파 어레이 센서의 성능변화를 해석하였다. 해석 결과를 기초로 하여 초음파 어레이 센서가 주파수 대역폭, 중심 주파수 그리고 -20 dB pulse length와 같은 요구 사항을 모두 만족시키며 최대의 감도를 가지도록 구조를 최적화하였다. 최적화 방법으로는 초음파 어레이 센서의 성능을 목적 함수로 하는 SQP-PD 방법을 사용하였다. 최적화된 초음파 어레이 센서는 의료 영상 진단에 적용되기 위한 모든 요구 조건을 만족하였으며, 본 설계 기술은 유사한 형태의 다른 배열형 초음파 센서에 응용 가능하다

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.661-669
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• 2007

바람에 저항하는 초고층 건물, 비행기나 자동차, 물에 저항하는 선박 등은 동일한 거동을 보여준다. 즉, 유속이 빨라 질경우, 건물 혹은 비행기, 자동차, 선박 뒤편에는 마이너스 압력과 와류가 발생하게 되는데 이로 인해 건물에서는 변위가 크게 발생하게 되고, 비행기나 자동차, 선박 등에서는 속력이 저하된다. 본 연구에서는 흡입과 방출이라는 기법을 이용하여 유체의 흐름을 우리가 원하는대로 적극적으로 제어하고자 한다. 그렇게 할 수만 있다면 초고층 건물에서의 변위를 대폭 줄일 수 있을 것이고, 자동차나 비행기 선박 등은 더 빠른 속도로 달릴 수 있을 것이다. 그렇다면 문제는 유체를 제어하기 위한 최적의 흡입 혹은 방출량을 구하는 것이고, 이 최적의 양들을 어떤 방법으로 구하는 것이냐 하는 것이다. 본 연구는 최적화 기법을 사용하여 Navier-Stokes 유체를 받는 물체의 표면에서 최적의 흡입, 그리고 방출량을 결정하려는 시도에서 출발하였다. 그러나 이 문제는 큰 Reynols Number 상태에서는 높은 비선형성으로 인하여 직접 한번에 Navier-Stokes 유체의 해석조차 불가능하였고, 더군다나 너무나 많은 변수로 인하여 기존의 방법으로는 최적화는 도저히 불가능 하였다. 본 연구에서는 이를 해결하기 위한 최적화 알고리즘을 제안하고, 또한 수렴속도도 대폭 증가시키기 위한 매우 효율적인 몇 가지 방법들을 제안하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.751-759
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• 2007

저자는 기존의 연구에서 대용량-비선형성을 가지는 유체의 최적화를 수행하기 위해 몇 가지 강력한 방법들을 제시한 바 있다. 즉, 최적화 과정에서 수렴성을 높이기 위해 step by step기법을 사용하였고, 또한 수렴속도를 높이기 위하여 최적화이터레이션 과정에서 얻어지는 민감도정보를 이용하여 시스템 평형방정식의 해석을 위한 좋은 초기치를 제공하는 방법과, 평형방정식을 구속조건으로 사용하는 동시기법(simultaneous technique)에서 착안하여 해석과 최적화 수렴 판정치를 조작하는 방법을 제시한 바 있다. 그러나 그들 기법은 기본적으로 유사뉴턴법에 기본을 두고 있다. 현재까지 최적화에서 SQP기법을 사용할 때는 정확한 헤시안 매트릭스의 유도가 매우 까다롭고 힘들기 때문에 유사뉴턴법을 사용하고 있는 실정이다. 그러나 3차원 문제와 같이 더욱 큰 용량의 문제를 위해서는 진정한 의미에서의 뉴턴법, 트루 뉴턴법(true Newton method)을 사용할 필요가 있다. 본 연구에서는 트루 뉴턴법을 사용하기 위해 헤시안 매트릭스의 정확치를 얻는 과정을 유도하고 이를 기본으로 트루 뉴턴법을 이용한 최적화 루틴을 만들었다. 그리고 이를 3차원 문제에 적용하여 그 효과를 검증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제31권4호
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• pp.183-190
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• 2018

본 논문에서는 보의 대변형 및 비틀림 변형을 고려한 인간동력항공기 주익 main spar 질량 최적화 과정을 소개한다. 순차적 이차 프로그래밍 기법(sequential quadratic programming)을 최적화 기법으로 선정해 구조 최적설계에 적절한 최적화 알고리즘을 수행하였다. Main spar 내부 직경, 적층 두께 등을 설계변수로 설정하였다. 목적함수에는 질량 최소화, 굽힘 변형 변위 일정, 그리고 비틀림 변형 각도 일정 등의 요소를 포함하였다. 굽힘과 비틀림 변형 계산엔 대변형 해석에 적합한 기하학적 정밀 보 모델을 도입하였으며, 기하학적 정밀 보 모델에 필요한 단면 물성은 Variational Asymptotic Beam Sectional Analysis(VABS) 단면 해석프로그램를 통해 계산하였다. 그 결과 main spar의 굽힘 변형 및 비틀림 변형을 최대 1.45% 이내로 유지한 채로 7.88%의 질량 감소를 이루는 최적설계를 도출하였다, 이후 응력복원 및 변형률 복원을 통해 최적설계의 구조적 안정성과 최적화 과정의 타당성을 검증하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2001년도 제14회 신호처리 합동 학술대회 논문집
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• pp.635-638
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• 2001

본 논문에서는 수중 환경에서 분산 소나 시스템의 최적 정보 융합에 관한 알고리즘을 제시하였다. 기존의 방법은 Bayesian 법칙을 이용하여 local 소나와 퓨전 센터의 문턱치를 적절히 조절하여 분산 소나 시스템을 최적화했다. 그러나, 이러한 최적화 과정에서 소나의 개수를 늘려감에 따라 P/sub F/(false alarm probability)가 단조 증가하는 현상이 발생하였고 이러한 단점을 보완하기 위해 P/sub F/를 작은 간에 제한시키고 Bayesian 법칙과 Neyman-Pearson 법칙을 함께 적용하여 분산 소나 시스템을 최적화시킨다. 그러나, 이러한 조건 하에 시스템을 최적화시키는 것은 N-P hard 문제에 의해 계산 부하가 매우 크므로 unate 함수와 SQP(Sequential Quadratic Programming)을 이용하여 계산 부하를 감소시켰다.

• Journal of applied mathematics & informatics
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• 제28권3_4호
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• pp.823-835
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• 2010

In this paper, A FSQP algorithm for degenerate inequality constraints optimization problems is proposed. At each iteration of the proposed algorithm, a feasible direction of descent is obtained by solving a quadratic programming subproblem. To overcome the Maratos effect, a higher-order correction direction is obtained by solving another quadratic programming subproblem. The algorithm is proved to be globally convergent and superlinearly convergent under some mild conditions. Finally, some preliminary numerical results are reported.