• 제목/요약/키워드: Structural performance optimization

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석유화학 플랜트의 대형 압력용기에 대한 동흡진기의 최적설계 (Optimal Design of a Dynamic Absorber for the Large-size Pressure Vessel of the Petrochemical Plant)

  • 김민철;이부윤;김원진
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제15권5호
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    • pp.612-619
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    • 2005
  • In this work. two dynamic absorbers are introduced and designed to reduce the vibration of the large-size pressure vessel of a reactor for a petrochemical plant. The vibration modes and harmonic responses of the vessel are firstly analyzed by the finite element method. On the basis of the analyzed results, two dynamic absorbers are designed by a simple design theory. Furthermore, an optimization process is executed and an optimal design of the dynamic absorber is obtained to improve performance and structural safety of the vessel. As a result, the maximum displacement and stress of the vessel is decreased about $85\%$ and $65\%$ respectively, the design criteria being satisfied.

Genetically Optimized Self-Organizing Fuzzy Polynomial Neural Networks based on Information Granulation and Evolutionary Algorithm

  • 박호성;오성권
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 2005년도 춘계학술대회 학술발표 논문집 제15권 제1호
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    • pp.297-300
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    • 2005
  • In this study, we proposed genetically optimized self-organizing fuzzy polynomial neural network based on information granulation and evolutionary algorithm (gdSOFPNN), develop a comprehensive design methodology involving mechanisms of genetic optimization. The proposed gdSOFPNN gives rise to a structural Iy and parametrically optimized network through an optimal parameters design available within FPN (viz. the number of input variables, the order of the polynomial, input variables, the number of membership functions, and the apexes of membership function). Here, with the aid of the information granulation, we determine the initial location (apexes) of membership functions and initial values of polynomial function being used in the premised and consequence part of the fuzzy rules respectively. The performance of the proposed gdSOFPNN is quantified through experimentation that exploits standard data already used in fuzzy modeling.

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한국형 틸팅차량 차체구조물의 개발을 위한 개념설계 (study on conceptional design of car-body structure for Korean tilting train)

  • 문형석;유원희;최성규;엄기영;한성호;이수길
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.303-311
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    • 2002
  • A first evaluation of the possibilities of high speed trains in conventional railway in Korea have been investigated. The radius of curvature was considered the major problem with high-speed trains in Korea. If KNR(Korea National railway) likes to increase the speed, is then whether KNR shall construct straigthen the track or develop a train that can reduce travel time in curves The research concerns structural design of train car-body is to reduce heavy stress concentration. Using 3D solid modeling, Finite Element analysis and shape optimization combined with powerful postprocessing, graphical display and animation to achieve complete and accurate design and performance will be carried out further project Main purpose of this project is to provide korean tilting train car body's conceptional design. Based on first year research results, the design of car-body will be performed by train manufacture.

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Wideband Slow Light in a Line-defect Annular Photonic-crystal Waveguide

  • Kuang, Feng;Li, Feng;Yang, Zhihong;Wu, Hong
    • Current Optics and Photonics
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    • 제3권5호
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    • pp.438-444
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    • 2019
  • In this theoretical study, a line-defect photonic-crystal waveguide hosted in an annular photonic crystal was demonstrated to provide high-performance slow light with a wide band, low group-velocity dispersion, and a large normalized delay-bandwidth product. Combined with structural-parameter optimization and selective optofluid injection, the normalized delay-bandwidth product could be enhanced to a large value of 0.502 with a wide bandwidth of 58.4 nm in the optical-communication window, for a silicon-on-insulator structure. In addition, the group-velocity dispersion is on the order of $10^5$ ($ps^2/km$) in the slow-light region, which could be neglected while keeping the signal transmission unchanged.

Performance Study of Defected Ground Structure Patch Antenna with Etched psi (ψ) Shaped Stubs

  • Nadeem, Iram;Choi, Dong-You
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제16권4호
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    • pp.203-212
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    • 2018
  • In this article, a novel design of patch antenna with wide band characteristics is presented. The proposed antenna is having electrical dimensions of $0.14{\lambda}{\times}0.11{\lambda}$ (at lower initial frequency) and footprints of $150mm^2$. Structural parameters optimization shows 3.1-23.5 GHz frequency range for a (reflection coefficient) $S_{11}{\leq}-10dB$ and simulated gain 6.8 dB is obtained. An equivalent circuit model is proposed to get an insight view of antenna. Advanced Systems Design (ADS) simulation results are obtain which confirm the validity of proposed model. Degenerated foster canonical form has been used to explain the reactance and capacitive behavior idea of simulated proposed antenna's input impedance later on an equivalent circuit model and smith chart is also suggested. HFSS and CST have been used to analyze antenna behavior. The proposed antenna can be further used for microwave image detection applications.

다목적 최적화 기반 구조물 수명관리의 효율적 의사결정을 위한 목적감소 기법의 적용 (Objective Reduction Approach for Efficient Decision Making of Multi-Objective Optimum Service Life Management)

  • 김선용
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권2호
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    • pp.254-260
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    • 2017
  • 사회기반시설물은 적절한 수명관리를 통해 경제적이고 안전한 구조성능을 유지한다. 일반적으로 최적화 기법을 적용하여, 유지보수의 시점과 방법을 결정하게 되는데, 이 적용에 있어서 단일 목적함수만을 고려하기 보다는 다수의 목적함수를 동시에 고려하는 것이 보다 합리적인 의사결정을 유도한다. 최근까지 수명관리에 관련한 연구는 생애주기 비용 최소화 또는 구조성능 최대화와 관련한 목적함수를 적용하여 왔으며, 새로운 확률론적 구조성능 및 안전성 평가 기법을 이용하여 다양한 형태의 목적함수를 개발/적용하고 있다. 이러한 다수의 목적함수를 동시에 고려하는 다목적 최적화 기반 사회기반시설물 수명관리가 최근 국내외에서 많이 적용되고 있다. 하지만, 수명관리 최적화를 위한 목적함수의 개수가 증가함에 따라 신뢰성있는 결과를 얻기 위해서는 많은 계산시간이 소요되며, 특히 확률론적 계산을 위한 시뮬레이션 기법이 적용되는 목적함수의 경우 계산시간은 더욱 증가하게 된다. 또한, 목적함수의 개수 증가에 따라 계산결과의 차수가 증가하기 때문에 이를 시각화하고 나아가 의사결정에 어려움이 발생한다. 따라서, 본 논문에서는 다목적 최적화 문제의 계산된 결과를 바탕으로 한 의사결정의 효율성 향상을 위해 최소 필수 목적함수를 구별하는 목적감소 기법을 적용하여 콘크리트 교량 상판의 수명관리에 대한 연구를 수행하였으며, 최초 4개의 목적함수가 2개까지 감소되는 결과를 보여준다.

시간유한요소법을 이용한 분포형 구동기의 형상최적화에 관한 연구 (A Study on Shape Optimization of Distributed Actuators using Time Domain Finite Element Method)

  • 석진영;김유단
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권9호
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    • pp.56-65
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    • 2005
  • 시간유한요소법은 시간영역을 고정시키고 행렬 미분방정식 형태의 공간전파 관계식을 풂으로써 시간과 공간에 대한 동적 해석을 수행하는 방법이다. 이 방법은 공간이산화 유한요소법이나 시/공간 동시이산화 유한요소법에 비해 공간에 관한 자유도가 발생하는 것이 두드러진 특징으로, 이를 이용하여 분포형 구동기의 공간에 따른 특성을 최적화하는 데에 효율적으로 사용될 수 있다. 본 논문에서는 임의의 초기조건을 반영할 수 있도록 구성된 상태변수 벡터를 이용하여 구조물을 시간영역에서 이산화하고, 공간영역에서 전파관계식 및 경계조건을 이용하여 공간전파 관계식을 형성하였다. 이 때 구동기의 공간에 따른 형상 분포는 설계되어야 할 변수의 함수이고, 시간반응은 형상함수를 이용하여 이산화 하였다. 포텐셜 에너지 및 운동에너지를 구조물의 변위제어에 적절한 최적의 성능지수로 설정하고, 이를 최소화하도록 미지의 함수인 구동기의 분포형상을 구하였다. 일반적으로 구조물은 임의의 초기조건에서 외란을 받게 되나, 본 연구에서는 구현가능한 제어법칙을 이용하여 최종시간에서 안정화(rest) 조건을 만족한다고 가정하였다. 구동기 분포형상 최적화를 위해 상태/준상태 방정식을 유도하였다. 서브행렬 재형상화와 시/공간 경계조건을 통해 상태변수와 준상태변수에 대한 Ricatti 미분방정식을 유도하였다. 이를 통해 구동기 분포형상 최적화를 구현하였으며, 수치 시뮬레이션을 통해 적절한 구동기의 분포형상 최적화를 수행할 수 있음을 보였다.

Effect of Annealing Time on Electrical Performance of SiZnSnO Thin Film Transistor Fabricated by RF Magnetron Sputtering

  • Ko, Kyung Min;Lee, Sang Yeol
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제16권2호
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    • pp.99-102
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    • 2015
  • Thin film transistors (TFTs) with amorphous 2 wt% silicon-doped zinc tin oxide (a-2SZTO) channel layer were fabricated using an RF magnetron sputtering system, and the effect of post-annealing treatment time on the structural and electrical properties of a-2SZTO systems was investigated. It is well known that Si can effectively reduce the generation of oxygen vacancies. However, it is interesting to note that prolonged annealing could have a bad effect on the roughness of a-2SZTO systems, since the roughness of a-2SZTO thin films increases in proportion to the thermal annealing treatment time. Thermal annealing can control the electrical characteristics of amorphous oxide semiconductor (AOS) TFTs. It was observed herein that prolonged annealing treatment can cause bumpy roughness, which led to increase of the contact resistance between the electrode and channel. Thus, it was confirmed that deterioration of the electrical characteristics could occur due to prolonged annealing. The longer annealing time also decreased the field effect mobility. The a-2SZTO TFTs annealed at 500℃ for 2 hours displayed the mobility of 2.17 cm2/Vs. As the electrical characteristics of a-2SZTO annealed at a fixed temperature for long periods were deteriorated, careful optimization of the annealing conditions for a-2SZTO, in terms of time, should be carried out to achieve better performance.

Design, analyses, and evaluation of a spiral TDR sensor with high spatial resolution

  • Gao, Quan;Wu, Guangxi;Yu, Xiong
    • Smart Structures and Systems
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    • 제16권4호
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    • pp.683-699
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    • 2015
  • Time Domain Reflectometry (TDR) has been extensively applied for various laboratory and field studies. Numerous different TDR probes are currently available for measuring soil moisture content and detecting interfaces (i.e., due to landslides or structural failure). This paper describes the development of an innovative spiral-shaped TDR probe that features much higher sensitivity and resolution in detecting interfaces than existing ones. Finite element method (FEM) simulations were conducted to assist the optimization of sensor design. The influence of factors such as wire interval spacing and wire diameter on the sensitivity of the spiral TDR probe were analyzed. A spiral TDR probe was fabricated based on the results of computer-assisted design. A laboratory experimental program was implemented to evaluate its performance. The results show that the spiral TDR sensor featured excellent performance in accurately detecting thin water level variations with high resolution, to the thickness as small as 0.06 cm. Compared with conventional straight TDR probe, the spiral TDR probe has 8 times the resolution in detecting the water level changes. It also achieved 3 times the sensitivity of straight TDR probe.

금속 장갑재료의 개발기술 및 발전전망 (Technological Review on the Development of Metallic Armor Materials)

  • 김홍규;홍성석;심인옥
    • Composites Research
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    • 제24권2호
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    • pp.46-50
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    • 2011
  • 이 논문은 전투차량의 주 장갑재료로 사용되는 금속장갑재료의 개발현황 및 방탄성능에 영향을 미치는 조직학적 요인들을 중심으로 방탄성 향상을 위한 요소기술을 살펴보고, 향후 금속장갑재의 발전전망에 대하여 서술하였다. 금속장갑재는 요구되는 방호특성에 따라 사용되는 합금계가 다르지만 강도와 인성을 최적화하여 위협 탄에 대한 관통저항성 및 취성파단에 대한 저항성을 극대화하는 것이 필요하며, 이를 위해서는 금속재료의 방탄조건에서 특정적으로 나타나는 단열전단현상을 이해하고 적절히 제어하는 기술이 요구된다.