• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제20권3호
• /
• pp.252-262
• /
• 2019

2016년 경주 지진에 이어 2017년 포항 지진까지 발생한 대한민국은 더 이상 지진에 대해 안전지대라고 할 수 없다. 이에 따라 재난환경에 적합한 피난시설의 필요성이 증대되고 있다. 본 연구에서는 경량 복합패널을 이용하여 기존 피난시설의 단점들을 보완할 수 있는 구호주거를 제작하고자 하였다. 이를 위해 경량 복합패널로 구성된 구호주거에 대한 구조 성능과 에너지성능을 평가하고자 하였다. 구호주거의 구조 성능을 평가하기 위해 경량 복합패널로 제작한 시스템에 대한 횡하중가력 실험을 진행하였다. 실험체는 접합 방식을 변수로 하여 2가지로 구성하였다. 또한 KBC 2016에 따라 실험체에 대한 지진하중과 풍하중을 산정하여 실험 결과와 비교하였다. 에너지성능은 냉난방 및 조명에너지 사용량을 최소화하기 위해 기준 패널을 활용한 남측창호 최적화기법을 활용하여 분석하였고, 창면적비, 창 총일사취득율 최적화를 진행하였다. 결과적으로 경량 복합패널로 제작된 실험체는 횡하중에 대해 충분히 안전한 성능을 보일 것으로 판단되며, 창면적비 0.38, 총일사취득율 0.5수준의 최적화 계획을 통한 저에너지 운용이 기대된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제24권2호
• /
• pp.23-32
• /
• 2020

압축센싱 기술인 CAFB는 대상 구조물의 원시신호를 목적된 주파수 범위의 신호로 압축하여 획득하도록 개발되었다[27]. 이때 압축센싱을 위해 CAFB는 대상 구조물의 목적된 주파수 범위에 따라 다양한 기준신호로 최적화 될 수 있다. 또한, 최적화된 CAFB는 지진과 같은 돌발/위험상황에서도 대상 구조물의 유효한 구조응답을 효율적으로 압축할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 상대적으로 유연한 구조물의 효율적인 구조 건전도 모니터링을 위하여 목적된 주파수 범위를 10Hz 미만으로 설정하고, 이를 위한 CAFB의 최적화 방법과 지진상황에서 CAFB의 지진응답성능을실험적으로 평가하였다. 이를 위해 본 논문에서는, 먼저 Kobe 지진파형을 이용하여 CAFB를 최적화하였고, 이를 자체 개발한 무선 IDAQ 시스템에 임베디드 하였다. 그리고, Kobe 지진파형을 이용하여 2경간 교량에 대한 지진응답실험을 수행하였다. 마지막으로 CAFB가 내장된 IDAQ 시스템을 이용하여 실시간으로 2경간 교량의 지진응답을 무선으로 획득하고, 획득된 압축신호는 원시신호와 상호 비교하였다. 실험의 결과로부터 압축신호는 원시신호와 대비하여 우수한 응답성능과 데이터 압축효과를 보였고, 또한 CAFB는 지진상황에서도 구조물의 유효한 구조응답을 효과적으로 압축센싱할 수 있었다. 최종적으로 본 논문에서는 목적된 주파수 범위(10Hz 미만)에 적합하도록 CAFB의 최적화 방법을 제시하였고, CAFB는 지진상황의 계측-모니터링을 위해 경제적이고 효율적인 데이터 압축센싱 기술임을 증명하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제48권6호
• /
• pp.411-418
• /
• 2020

본 논문에서는 복합재 팬 블레이드의 구조적 성능에 대한 근사 및 최적설계 기법을 제안하였다. 그리고 이들을 활용하여 복합재 팬 블레이드의 질량 및 형상의 변화 없이 강성을 최대화하기 위한 적층 패턴의 최적설계를 수행하였다. 이 때 설계 변수 및 설계 영역을 축소하기 위하여 적층 파라미터를 도입하였고, 적층 파라미터의 특성을 활용하여 높은 적합도를 갖는 반응표면 근사모델을 생성하였다. 또한 효율적인 최적해 탐색을 위해 도함수 기반 방법과 유전자 알고리즘을 결합한 2단계 최적화 방법을 적용하였으며, 다양한 요구조건들을 고려한 다목적 최적설계를 수행하였다. 마지막으로는 초기 모델과 최적설계 모델의 유한요소해석 결과를 비교하여 적층 파라미터 기반의 근사 및 최적설계 기법을 검증하였다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
• /
• 제6권6호
• /
• pp.853-866
• /
• 2011

We propose a multi-objective space search algorithm (MSSA) and introduce the identification of fuzzy inference systems based on the MSSA and information granulation (IG). The MSSA is a multi-objective optimization algorithm whose search method is associated with the analysis of the solution space. The multi-objective mechanism of MSSA is realized using a non-dominated sorting-based multi-objective strategy. In the identification of the fuzzy inference system, the MSSA is exploited to carry out parametric optimization of the fuzzy model and to achieve its structural optimization. The granulation of information is attained using the C-Means clustering algorithm. The overall optimization of fuzzy inference systems comes in the form of two identification mechanisms: structure identification (such as the number of input variables to be used, a specific subset of input variables, the number of membership functions, and the polynomial type) and parameter identification (viz. the apexes of membership function). The structure identification is developed by the MSSA and C-Means, whereas the parameter identification is realized via the MSSA and least squares method. The evaluation of the performance of the proposed model was conducted using three representative numerical examples such as gas furnace, NOx emission process data, and Mackey-Glass time series. The proposed model was also compared with the quality of some "conventional" fuzzy models encountered in the literature.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제18권1호
• /
• pp.15-20
• /
• 2017

볼밸브는 밸브의 가운데 구멍이 뚫린 구 모양의 볼이 회전에 의해 구멍을 닫거나 열어 밸브를 개폐시킨다. 본 연구에서는 플랜트장치용 고온용 볼밸브에 관한 것으로써, 사용되는 유체는 고온의 스팀을 사용하는 볼밸브이다. 고온의 스팀을 유체로 사용함에 따라 볼밸브에 열응력이 발생하기 때문에 초기모델에서의 열-구조 연성해석을 실시하여 고온용 볼밸브의 구조적 안정성을 검토하였다. 검토한 결과 폴리테트라 플루오르에틸렌 재질의 시트에서 항복응력 이상의 값이 나타나였다. 본 연구에서는 시트의 최적화를 실시하여 항복응력 이내의 구조적 안정성을 찾고자 하였다. 시트의 최적화를 위해 2개의 형상설계 변수를 선정하였고, 최적화 과정 중에 설계요구조건으로 시트의 길이와 두께에 관련하여 기준을 고려하였다. 시트의 응력과 질량을 고려한 30개의 표본점을 만들어 최적화 과정을 진행하였으며, 최적화 기법으로서 크리깅 내삽법을 이용한 메타모델 최적화 방법을 적용하였다. 그 결과 항복응력 이내의 구조적 안전성을 만족하는 시트의 두께와 길이를 찾을 수 있었고, 이에 따른 개도별 유동해석을 실시하여 볼밸브의 성능지표를 나타내는 유량계수 값을 구하여 볼밸브의 성능을 검토하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제61권3호
• /
• pp.347-357
• /
• 2017

The applications of active control is being more popular nowadays. Several control algorithms have been developed to determine optimum control force. In this paper, a Chaotic Particle Swarm Optimization (CPSO) technique, based on Logistic map, is used to compute the optimum control force of active tendon system. A chaotic exploration is used to search the solution space for optimum control force. The response control of Multi-Degree of Freedom (MDOF) shear buildings, equipped with active tendons, is introduced as an optimization problem, based on Instantaneous Optimal Active Control algorithm. Three MDOFs are simulated in this paper. Two examples out of three, which have been previously controlled using Lattice type Probabilistic Neural Network (LPNN) and Block Pulse Functions (BPFs), are taken from prior works in order to compare the efficiency of the current method. In the present study, a maximum allowable value of control force is added to the original problem. Later, a twenty-story shear building, as the third and more realistic example, is considered and controlled. Besides, the required Central Processing Unit (CPU) time of CPSO control algorithm is investigated. Although the CPU time of LPNN and BPFs methods of prior works is not available, the results show that a full state measurement is necessary, especially when there are more than three control devices. The results show that CPSO algorithm has a good performance, especially in the presence of the cut-off limit of tendon force; therefore, can widely be used in the field of optimum active control of actual buildings.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제37권9호
• /
• pp.1099-1107
• /
• 2013

본 연구에서는 알루미늄 압출재로 구성된 한국형 표준전동차모델(K-EMU)의 차체를 대상으로 치수 최적설계와 구조체 소재 변경을 통한 경량화방안에 대해 연구하였다. 우선 K-EMU 차체의 하부구조, 측벽구조, 단부구조의 부재별 두께를 현재의 압출가능 두께를 적용하여 치수 최적화 기법으로 약 14.8% 경량화 하였다. 그리고 치수최적설계 된 K-EMU 차체에 유지보수성이 좋은 고장력강(SMA570)재질의 프레임타입 하부구조를 적용하여 초기 K-EMU 차체대비 약 3.8% 경량화 된 하이브리드 차체를 도출하였다. 마지막으로 샌드위치 복합재를 하부구조와 지붕구조에 적용하여 초기 K-EMU 차체대비 약 30% 경량화 된 초경량 하이브리드 차체를 도출하였다. 도출된 차체 모델들은 모두 전동차 구조체 하중시험법을 만족하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제86권5호
• /
• pp.673-686
• /
• 2023

Determining the properties of pile from cone penetration test (CPT) is costly, and need several in-situ tests. At the present study, two novel hybrid learning models, namely PSO-RF and HHO-RF, which are an amalgamation of random forest (RF) with particle swarm optimization (PSO) and Harris hawks optimization (HHO) were developed and applied to predict the pile set-up parameter "A" from CPT for the design aim of the projects. To forecast the "A," CPT data along were collected from different sites in Louisiana, where the selected variables as input were plasticity index (PI), undrained shear strength (S_u), and over consolidation ratio (OCR). Results show that both PSO-RF and HHO-RF models have acceptable performance in predicting the set-up parameter "A," with R² larger than 0.9094, representing the admissible correlation between observed and predicted values. HHO-RF has better proficiency than the PSO-RF model, with R² and RMSE equal to 0.9328 and 0.0292 for the training phase and 0.9729 and 0.024 for testing data, respectively. Moreover, PI and OBJ indices are considered, in which the HHO-RF model has lower results which leads to outperforming this hybrid algorithm with respect to PSO-RF for predicting the pile set-up parameter "A," consequently being specified as the proposed model. Therefore, the results demonstrate the ability of the HHO algorithm in determining the optimal value of RF hyperparameters than PSO.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제17권3호통권76호
• /
• pp.285-294
• /
• 2005

고층 건물 변위설계는 고층건물 설계의 핵심 기술 중의 하나이며, 재분배 기법은 실용적인 고층건물 변위설계법으로 인식되고 있다. 재분배 기법은 구조 물량을 재분배함으로서 전체 구조물량의 변화없이 제어하고자 하는 변위를 최소화시키는 방법으로서, 재분배기법 적용에 의해서 최종 얻어지는 물량은 초기 물량의 영향을 받게 된다. 초기 물량이 과다한 모델의 경우, 재분배 기법을 적용하면 허용 변위는 충분히 만족하지만 물량 측면에서는 그 만큼의 절감 여지를 내포하고 있다고 볼 수 있다. 그러므로 중량 조절계수를 구조정식화에 포함시켜서 변위설계시 초기 설계안의 물량에 영향을 받지 않는 고층건물 변위설계 기법을 개발하였다. 제안된 변위설계법을 프레임-전단벽 구조물의 변위설계에 적용하여 그 결과를 분석한 결과, 제안된 방법은 초기 물량의 영향을 받지 않으며 고층건물 변위설계가 가능하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제11권4호
• /
• pp.109-120
• /
• 2007

본 연구에서는 생애주기비용을 고려한 성능기반 최적 유지관리 전략 수립 시스템을 개발하였다. 교량 수명동안 비용과 성능이라는 상반되는 목적을 균형있게 만족시킬 수 있는 유지관리 시나리오의 생성을 다중목적 조합최적화 문제로 정식화하고 유전자알고리즘을 적용하였다. 개발된 프로그램을 이용하여 국도 상 강거더 교량의 최적 유지관리 시나리오를 제공하는 과정을 제시하였다. 개발된 시스템은 현재의 교량 유지관리 전략 수립의 방법을 개선하여 교량 관리주체에게 다양한 제약 및 요구조건에 부합하는 최적의 교량 유지관리 시나리오를 제공할 수 있는 효율적인 도구로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.