• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제15권1호
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• pp.20-31
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• 2014

This paper deals with the development of a realistic shape optimization of damaged columns that are subjected to conservative and non-conservative forces, using the Genetic Algorithm (GA). The analysis is based on the design of the most optimized shape of the column under the constraint of constant weight, considering the Static, Vibrational, and Flutter characteristics. Under the action of conservative and non-conservative longitudinal forces, an elastic column loses its stability. A numerical analysis based on FEM has been performed on a uniform damaged column, to compute the fundamental buckling load, vibration frequency, and flutter load, under various end restraints. An optimization search based on the Genetic Algorithm is then executed, to find the optimal shape design of the column. The optimized column references the one having the highest buckling load, highest vibration frequency, and highest flutter load, among all the possible shapes of the column, for a given volume. A comparison is then made between the values obtained for the optimized damaged column, and those obtained for the optimized undamaged column. The comparison reveals that the incorporation of damage in the column alters its optimal shape to only a certain extent. Also, the critical load and frequency values for the optimized damaged column are comparatively low, compared with those obtained for the optimized undamaged column. However, these results hold true only for moderate-intensity damage cases. For high intensity damage, the optimal shape may not remain the same, and may vary, according to the severity of damage.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.353-358
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• 2018

본 연구는 전기자동차 충전시스템에서 전력변환장치의 경량화를 위한 최적화 분석프로세스에 대한 내용을 서술하였다. 최적화 설계는 재료 물성치에 대한 설계민감도와 수학적 최적화를 결합하여 주어진 재료량 제한조건 하에 최적의 재료분포를 찾는 설계기법으로 위상의 고정화, 자유도가 묶이는 문제 등을 해결할 수 있는 위상 최적화방법을 사용하였으며, 위상 최적화 방법 중 비교적 수식화가 간단하고 수렴성이 좋은 SIMP법(solid isotropic material with penalization)에 의해 경량화 설계를 수행하였다. 경량화 설계는 3단계의 절차로 구성하였으며, 첫 번째 단계로 전력변환장치의 기본 설계에 대한 유한요소모델을 구성하고, 하중에 대한 정적해석을 수행하였다. 두 번째 단계로 정적해석 결과에 대해 등방성 재료의 강성계수를 적용한 밀도법을 이용하여 위상 최적화를 수행하여 경량화를 위한 최적 형상을 도출하였다. 세 번째 단계로 최적 형상에 대해 차량 탑재 부품의 충격시험기준에 만족하는 반정현파 펄스형태 충격하중을 인가하여 충격해석을 수행하였다. 위상 최적화단계에서 사용 환경조건으로 설계영역 정의는 마운팅 브래킷 영역으로 제한하였으며, 마운팅 브래킷의 설계 최적화를 통해 최종적으로 기본설계대비 20%이상의 경량화가 가능한 설계기술을 확보하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제37권2호
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• pp.117-136
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• 2020

Curved steel-concrete composite box girder has been widely adopted in urban overpasses and ramp bridges. In order to investigate its mechanical behavior under complicated and combined bending, shear and torsion load, two large-curvature composite box girders with interior angles of 25° and 45° were tested under static hogging moment. Based on the strain and deflection measurement on critical cross-sections during the static loading test, the failure mode, cracking behavior, load-displacement relationship, and strain distribution in the steel plate and rebar were investigated in detail. The test result showed the large-curvature composite box girders exhibited notable shear lag in the concrete slab and steel girder. Also, the constraint torsion and distortion effect caused the stress measured at the inner side of the composite beam to be notably higher than that of the outer side. The strain distribution in the steel web was approximately linear; therefore, the assumption that the plane section remains plane was approximately validated based on strain measurement at steel web. Furthermore, the full-process non-linear elaborate finite element (FE) models of the two specimens were developed based on commercial FE software MSC.MARC. The modeling scheme and constitutive model were illustrated in detail. Based on the comparison between the FE model and test results, the FE model effectively simulated the failure mode, the load-displacement curve, and the strain development of longitudinal rebar and steel girder with sufficient accuracy. The comparison between the FE model and the test result validated the accuracy of the developed FE model.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제12권2호
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• pp.37-45
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• 2018

차세대 중형위성에 탑재되는 2축 짐벌식 안테나는 고해상도 영상정보를 효율적으로 지상국에 송신하기 위해 적용된다. 본 연구에서는 발사 진동환경에서 상기 2축 짐벌식 안테나의 구조 건전성을 보장하기 위해 발사구속장치의 적용을 포함한 구조설계를 수행하였으며, 이에 대한 설계유효성을 입증하고자 구조해석을 실시하였다. 우선 모드 해석을 통해 발사 및 궤도환경 하에서 발사구속장치가 각각 구속 및 해제됨에 따른 안테나의 동적응답특성을 예측하였다. 또한 준정적 해석을 통해 안테나 조립체에 대한 구조 건전성을 검토하였으며, 안테나 기저면과 위성체간의 체결부 I/F에 적용된 볼트에 대한 구조 건전성을 검토하였다. 마지막으로 발사구속장치의 구속력에 따라 Ball & Socket Interface의 소켓과 볼트머리 간에 발생하는 이격 (Gapping)을 비롯해 상기 Interface에 적용된 볼트 자체의 안전여유를 산출하여 발사구속장치의 적정 구속력 범위를 결정하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제10권1호
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• pp.59-76
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• 2016

The non-linear Hoek-Brown failure criterion has been widely accepted and applied to evaluate the stability of rock slopes under plane-strain conditions. This paper presents a kinematic approach of limit analysis to assessing the static and seismic stability of three-dimensional (3D) rock slopes using the generalized Hoek-Brown failure criterion. A tangential technique is employed to obtain the equivalent Mohr-Coulomb strength parameters of rock material from the generalized Hoek-Brown criterion. The least upper bounds to the stability number are obtained in an optimization procedure and presented in the form of graphs and tables for a wide range of parameters. The calculated results demonstrate the influences of 3D geometrical constraint, non-linear strength parameters and seismic acceleration on the stability number and equivalent strength parameters. The presented upper-bound solutions can be used for preliminary assessment on the 3D rock slope stability in design and assessing other solutions from the developing methods in the stability analysis of 3D rock slopes.

• 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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• 제53권8호
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• pp.585-593
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• 2004

Fault-tolerant gait planning in legged locomotion is to design gaits with which legged robots can maintain static stability and motion continuity against a failure in a leg. For planning a robust and deadlock-free fault-tolerant gait, kinematic constraints caused by a failed leg should be closely examined with respect to remaining mobility of the leg. In this paper, based on the authors's previous results, deadlock avoidance scheme for fault-tolerant gait planning is proposed for a hexapod robot walking over even terrain. The considered fault is a locked joint failure, which prevents a joint of a leg from moving and makes it locked in a known position. It is shown that for guaranteeing the existence of the previously proposed fault-tolerant tripod gait of a hexapod robot, the configuration of the failed leg must be within a range of kinematic constraints. Then, for coping with failure situations where the existence condition is not satisfied, the previous fault-tolerant tripod gait is improved by including the adjustment of the foot trajectory. The foot trajectory adjustment procedure is analytically derived to show that it can help the fault-tolerant gait avoid deadlock resulting from the kinematic constraint and does not make any harmful effect on gait mobility. The post-failure walking problem of a hexapod robot with the normal tripod gait is addressed as a case study to show the effectiveness of the proposed scheme.

• 유통과학연구
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• 제22권9호
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• pp.85-95
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• 2024

Purpose: Online food delivery platforms face challenges to operational efficiency due to increasing demand, a shortage of drivers, and the constraint of a one-order-at-a-time delivery policy. It is imperative to find solutions to address the inefficiencies in the food delivery industry. Bundling multiple orders can help resolve these issues, but it requires complex computations due to the exponential increase in possible order combinations. Research design, data and methodology: This study proposes three bundle delivery systems-static, dynamic, and hybrid-utilizing a machine learning-based classification model to reduce the number of order combinations for efficient bundle computation. The proposed systems are analyzed through simulations using market data from South Korea's online food delivery platforms. Results: Our findings indicate that implementing bundle systems extends service coverage to more customers, increases average driver earnings, and maintains lead times comparable to standalone deliveries. Additionally, the platform experiences higher service completion rates and increased profitability. Conclusions: This suggests that bundle systems are cost-effective and beneficial for all stakeholders in online food delivery platforms, effectively addressing the inefficiencies in the industry.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권5호
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• pp.429-436
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• 2016

연구에서는 철근콘크리트 건물에 대한 유전자 알고리즘 기반의 최적구조설계기법을 제시하고자 한다. 목적함수는 구조물의 비용과 이산화탄소 배출량을 동시에 각각 최소화하는 것이다. 비용 및 인산화탄소 배출량은 구조설계안에서 얻을 수 있는 단면치수, 부재길이, 재료강도, 철근량 등과 같은 설계정보를 통해 계산한다. 즉, 구조물의 물량을 기초로 하여 비용과 이산화탄소 배출량을 평가한다. 재료의 운반, 시공 및 건물 운영 단계에서 발생하는 비용 및 이산화탄소 배출량은 본 연구에서 제외한다. 제약조건은 철근콘크리트 건물을 구성하는 기둥과 보 부재의 강도조건과 층간변위조건이 고려된다. 제약조건을 평가하기 위해 OpenSees를 활용한 선형정적해석이 수행된다. 제약조건을 만족시키면서 목적함수에 대해 최소의 값을 제시하는 설계안을 찾기 위해 유전자 알고리즘이 사용된다. 제시한 알고리즘의 적용성을 검증하기 위해 4층 철근콘크리트 모멘트 골조 예제에 제시하는 기법을 적용하여 검증한다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제15권5호
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• pp.8-15
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• 2021

본 논문은 고기동 제트항공기의 종축 비행성 요구도를 만족하기 위해 최적화 기법을 이용한 설계 방법에 관해 기술한다. 대상 항공기는 모델 역변환 기법이 적용되었으며, 제어이득 최적화로 종축 단주기 비행성 요구도를 만족하지만, 안정성 여유 항목이 고려되지 않았다. 안정성 여유를 만족하지 못하는 경우 개선을 위해 시행 착오법 등을 통한 이득의 직접 재조정이 필요하며, 이를 개선하기 위해 추가적인 보상기와 최적화 구속조건을 추가한 제어이득 최적화 방안을 제시하였다. 또한, 최적화 결과에 대한 비행성 만족도를 재평가하였으며, 최적화 구속조건으로 설정된 비행성 요구도가 반영하지 못하는 시간 반응의 수렴성과 정상상태 오차에 대한 추가적인 제어법칙 평가 기준 설정 및 그 결과에 관해 기술한다.

• KDI Journal of Economic Policy
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• 제30권1호
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• pp.131-170
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• 2008

본 연구는 제도설계(mechanism design) 이론을 이용하여 근로연계복지의 주요 정책수단인 근로장려세제의 최적화를 시도하고, 도출된 최적해의 특성을 바탕으로 곧 시행될 우리나라 근로장려세제 개선방향을 제시하기 위해 수행되었다. 분석결과에 따르면, 시행안에 제시된 급여구조를 수정하는 것이 바람직한 것으로 나타났다. 즉, 주어진 예산제약하에서 근로장려세제의 노동공급 증대효과를 극대화하기 위해서는 점증률을 점감률보다 높게 설정하는 한편, 점감구간 소득상한은 상향조정하여야 한다. 최적해의 비교정태분석 결과에 따르면, 근로장려세제는 소득(임금)분포에 따라 다르게 설계하는 것이 바람직하기 때문에 가구규모 및 취업형태별로 수혜대상을 나누어 각기 다른 급여구조를 적용해야 하며, 이는 향후 근로장려세제의 적용대상이 무자녀가구 및 자영업자가구로 확대될 것임을 고려할 때 시사하는 바가 크다.