• 제목/요약/키워드: Surrogate 모델

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연비를 고려한 차량 및 적응형 순항 제어 파라미터의 크리깅 대체모델 기반 최적설계 (Kriging Surrogate Model-based Design Optimization of Vehicle and Adaptive Cruise Control Parameters Considering Fuel Efficiency)

  • 김한수;송유호;이승하;허건수;이태희
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제41권9호
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    • pp.817-823
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    • 2017
  • 기존에는 연비를 고려한 적응형 순항 제어 알고리즘 개발과 연비 등의 성능을 고려한 적응형 순항 제어 시스템 개발 연구가 수행되었지만, 제어 파라미터를 포함한 차량 파라미터의 적응형 순항 제어에 대한 최적설계 연구는 미흡한 편이다. 이에 본 논문에서는 연비, 추종성, 승차감, 안전거리를 고려한 차량 및 제어 파라미터 최적설계를 수행하고자 한다. 이를 위해 차량 거동의 성능 측정 방법을 제안하고 적응형 순항 제어 시스템을 구축하였다. 그리고 성능에 주요한 영향을 미치는 차량 파라미터를 선별하여 이를 토대로 순차적 실험계획을 통해 크리깅 대체모델을 구축하였고, 연비를 최대화하며 목표 성능을 만족하는 크리깅 대체모델 기반 최적설계를 수행하였다.

가중평균대리모델을 이용한 환기용 축류송풍기의 고효율 최적설계 (High-Efficiency Design of a Ventilation Axial-Flow Fan by Using Weighted Average Surrogate Models)

  • 김재우;김진혁;이찬;김광용
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제35권8호
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    • pp.763-771
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    • 2011
  • 본 연구에서는 환기용 축류송풍기에 대하여 효율을 목적함수로 하는 수치최적설계를 수행하였다. 유동해석은 삼차원 Reynolds-averaged Navier-Stokes(RANS) 방정식을 통하여 이뤄졌으며, 난류모델로는 Shear Stress Transport 모델을 사용하였다. 최적설계를 위한 설계변수로는 허브비, 날개의 중간 및 팁 스팬에서의 엇갈림각을 사용하였다. 실험계획법으로 라틴하이퍼큐브 샘플링 방법을 사용하여 설계영역 내에서 25개의 실험점을 추출하였다. 최적설계기법인 가중평균대리모델과 삼차원 RANS 해석을 결합하여 수치최적설계를 수행하였으며, 가중평균대리모델로는 WTA1, WTA2 및 WTA3 모델을 사용하였다. 수치 최적설계에 의해 얻어진 최적형상들의 성능을 기준형상과 비교하였으며, 성능이 가장 좋은 모델에 대하여 기준형상과의 내부유동장 비교 및 분석을 통해 성능이 향상된 원인을 규명하였다.

모사 디젤 화학반응 메커니즘의 각 성분이 화학적 점화 지연 시간에 미치는 영향에 관한 기초 연구 (Fundamental Study on the Chemical Ignition Delay Time of Diesel Surrogate Components)

  • 김규진;이상열;민경덕
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제21권3호
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    • pp.74-81
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    • 2013
  • Due to its accuracy and efficiency, reduced kinetic mechanism of diesel surrogate is widely used as fuel model when applying 3-D diesel engine simulation. But for the well-developed prediction of diesel surrogate reduced kinetic mechanism, it is important to know some meaningful factors which affect to ignition delay time. Meanwhile, ignition delay time consists of two parts. One is the chemical ignition delay time related with the chemical reaction, and the other is the physical ignition delay time which is affected by physical behavior of the fuel droplet. Especially for chemical ignition delay time, chemical properties of each fuel were studied for a long time, but researches on their mixtures have not been done widely. So it is necessary to understand the chemical characteristics of their mixtures for more precise and detailed modeling of surrogate diesel oil. And it shows same ignition trend of paraffin mixture with those of single component, and shorter ignition delay at low/high initial temperature when mixing paraffin and toluene.

크리깅 대체모델을 이용한 순차적 신뢰성기반 최적설계를 위한 효율적인 제한조건경계 샘플링 기법 (An Efficient Constraint Boundary Sampling Method for Sequential RBDO Using Kriging Surrogate Model)

  • 김지훈;장준용;김신유;이태희;조수길;김형우;홍섭
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제40권6호
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    • pp.587-593
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    • 2016
  • 대체모델을 이용한 신뢰성기반 최적설계에서 최적해와 신뢰도의 정확성은 제한조건경계의 대체모델의 정확도에 영향을 받는다. 기존 제안된 제한조건경계 샘플링 기법은 제한조건경계에 실험점을 생성하여 이러한 정확성을 높일 수 있었다. 하지만, 제한조건경계 샘플링 기법은 최적해와 먼 부근의 제한조건경계에도 불필요한 실험점을 생성하여 과도한 계산비용이 발생한다. 본 논문에서는 크리깅 대체모델의 통계적 정보를 이용하여 최적해 근처의 제한조건경계에 실험점을 생성하는 효율적인 제한조건경계 샘플링 기법을 제안한다. 제안한 기법의 효율성과 정확성은 수학예제를 통하여 확인한다.

대리 트랜잭션 모델에서의 공간 데이터 변경을 위한 완료 규약의 설계 및 구현 (Design and Implementation of Commit Protocol for Updating Spatial Data in the Surrogate Transaction Model)

  • 문선희;반재훈;홍봉희
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2001년도 가을 학술발표논문집 Vol.28 No.2 (1)
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    • pp.208-210
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    • 2001
  • S-S-M(Server-Surrogate PC-Mobile Client)과 같은 3-계층 구조에서 이동 클라이언트를 이용한 공간 데이터 변경을 위해 대리트랜잭션 모델이 소개되었다. 이 모델에서는 이동 클라이언트의 공간 데이터변경을 위한 트랜잭션간의 동시성 제어를 위하여 전통적인 낙관적 병행 기법인 확인 기법을 확장하였다. 분산 환경에서는 참여자가 완료를 요청하면 조정자는 데이터를 공유하는 모든 참여자에게 완료 또는 취소 여부를 물어 최종 완료를 수행하였으나S-S-M 환경에서는 이동 클라이언트가 서버와의 접속을 해제하고 데이터를 변경한다. 따라서, 본 논문은 이동 클라이언트의 변경 완료 요청을 대리 PC를 통해 서버로 전달하고, 서버는 해당 트랜잭션의 충돌 여부를 검증하여 완료 또는 취소하는 완료 규약을 제시하고 이를 검증하기 위해 설계 및 구현한다.

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축 방향 충격을 받는 박판 파형관의 충돌안전도 해석 및 형상 최적설계 (Crashworthiness Analysis and Shape Design Optimization of Thin-walled Corrugated Tubes under Axial Impact)

  • 안승호;정현승;김진성;손승완
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제22권5호
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    • pp.128-135
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    • 2021
  • 박판관은 충돌안전을 위한 에너지 흡수장치 중의 하나로써 가벼우면서도 에너지 흡수 효율이 좋아 널리 이용되어 왔다. 그러나 일반적인 박판관은 충돌 초기 피크하중(IPCF: Initial Peak Crushing Force)이 높게 유발될 뿐 아니라 반복적으로 나타나는 피크하중으로 인하여 충돌에너지 흡수장치로써의 안정성이 다소 떨어진다는 단점이 있다. 충돌 초기 피크하중을 감소시키고 충돌에너지 흡수장치의 안정성을 키우기 위하여 박판 파형관이 도입되었다. 파형관의 성능은 기하 형상에 큰 영향을 받기 때문에 최적설계 기법을 적용하여 파형관의 성능을 최적화할 수 있다. 본 논문에서는 충돌안전도 해석에 기반한 형상 최적설계를 수행하기 위하여 적응 근사모델(adaptive surrogate model)을 활용한 최적설계 기법을 활용하였다. 파형의 진폭 및 파장 뿐 아니라 형상의 곡률 변화를 설계 변수로써 고려하였다. 형상 설계 매개변수화를 수행하기 위하여 몰핑(morphing) 방법을 채택하였다. 수치 예제를 통해서 적응 근사모델에 기반한 최적설계 결과와 기존 근사모델에 기반한 최적설계 결과를 비교하고 적응 근사모델에 기반한 최적설계 방법이 좀 더 효율적인 결과를 도출함을 보였다.

인쇄형 열교환기 입구부의 최적설계 (Shape Optimization of Inlet Part of a PCHE)

  • 구경완;이상문;김광용
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제16권2호
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    • pp.35-41
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    • 2013
  • Inlet part of a printed circuit heat exchanger has been optimized by using three-dimensional Reynolds-Averaged Navier-Stokes analysis and surrogate modeling techniques. Kriging model has been used as the surrogate model. The objective function for the optimization has been defined as a linear combination of uniformity of mass flow rate and the pressure loss with a weighting factor. For the optimization, the angle of the inlet plenum wall, radius of curvature of the inlet plenum wall, and width of the inlet pipes have been selected as design variables. Twenty six design points are obtained by Latin Hypercube Sampling in design space. Through the optimization, considerable improvement in the objective function has been obtained in comparison with the reference design of PCHE.

근사모델을 사용한 손상허용해석 (Damage Tolerance Analysis Using Surrogate Model)

  • 장병욱;임재혁;박정선
    • 한국항공우주학회지
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    • 제39권4호
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    • pp.306-313
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    • 2011
  • 항공기 부품에 대한 손상허용해석은 구조적 안전성 및 신뢰성 보장을 위해 면밀히 평가되어야한다. 손상허용기법은 항공기 주구조의 피로 설계기법으로 초기균열의 존재를 고려하여 피로수명을 산정한다. 따라서 손상허용해석에서는 피로 균열성장 수명의 계산이 요구되며, 이를 바탕으로 부품의 점검시간 및 교체주기를 결정한다. 본 논문에서는 형상이 복잡한 터빈 휠에 대하여 손상허용해석을 수행하였다. 형상이 복잡한 구조의 균열성장수명평가 시에는 주요 변수인 응력확대계수의 식을 알기 어려워, 이를 유한요소해석으로 계산하므로 많은 시간이 요구된다. 이러한 문제를 해결하고자 특정 균열길이에 대한 응력확대계수를 유한요소해석으로 계산하고, 생성된 데이터의 회귀분석을 통해 응력확대계수의 근사모델을 생성하였다. 균열성장 수명은 근사모델의 적분으로 계산하였으며, 근사모델을 사용하여 균열성장 수명평가와 손상허용해석의 효율을 높일 수 있었다.

선박 운항 빅데이터를 활용한 운항 효율 향상 방법 연구 (A Study on the Improvement of Sailing Efficiency Using Big Data of Ship Operation)

  • 신정훈;심정연;박진우;최대한;변상수
    • 해양환경안전학회:학술대회논문집
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    • 해양환경안전학회 2017년도 공동학술발표회
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    • pp.244-244
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    • 2017
  • 최근 4차 산업혁명의 주요 변화동인 중 하나인 "빅데이터" 기술을 활용하여 다양한 산업에 적용하기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 선박이 운항 하면서 발생되는 데이터에는 1해리 당 소모연료량, 엔진출력, 대지속력, 대수속력, Main Engine RPM, FOC, SFOC, DFOC 등의 여러 지표가 있다. 본 논문에서는 Gathering 데이터간의 민감도를 분석 하여 각 변수들간의 영향력을 판단하여 선박 운항 관련 에너지효율에 대한 주요 변수를 분석 하고, 분석 기법 중 수학 모델을 이용한 근사 모델을 생성 하여, 실측 데이터와 예측결과를 비교분석 하였다. 이를 통해 빅데이터 분석 기술을 활용하여 운항 선박의 에너지효율 관련 변수 간 민감도 확인, 근사모델을 이용한 연비 관련 지표 예측에 활용 할 수 있는 가능성을 확인 하였다.

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크리깅 모델을 이용한 미세유로의 형상최적설계 (Shape Optimization of a Micro-Channel Using Kriging Model)

  • 후세인 아프잘;김광용
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제31권9호
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    • pp.733-740
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    • 2007
  • Microchannel heat sink shape optimization is performed using Kriging method. Design variables relating to microchannel width, depth and fin width are selected, and thermal resistance has been taken as objective function. Design points are selected through a three-level fractional factorial design of sampling method. Navier-Stokes and energy equations for laminar flow and conjugate heat transfer are solved at these design points using a finite volume solver. Solutions are carefully validated with experimental results. Using the numerically evaluated objective function, a surrogate model (Kriging) is constructed and optimum point is searched by sequential quadratic programming. The process of shape optimization greatly improves the thermal performance of microchannel heat sink under constant pumping power.