• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.259-265
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• 2009

본 연구 논문에서는 요소 연결 매개법(Element Connectivity Parameterization Method)을 이용하여 선형 구조물의 동적 컴플라이언스(Dynamic compliance)를 최소화하는 위상을 설계하는 기법을 연구한다. 기존의 밀도를 기반으로 한 위상최적화기법은 각 유한 요소의 탄성계수를 각 요소에 정의되어 있는 설계변수(Design Variable)를 이용하여 위상최적화를 수행한다. 이 방법은 현재까지 많은 선형구조문제에 적용되었지만 비선형 문제와 멀티피직스 시스템에서 수치적인 문제점이 보고되었다. 이런 문제점을 근본적으로 해결하기 위하여 최근에 요소 연결 매개법(Element Connectivity Parameterization Method)이란 새로운 최적화 기법이 개발되었다. 이 새로운 설계 방법은 요소의 강성을 설계하는 것이 아니라 요소의 연결성을 설계하는 기법으로 이를 이용하여 비선형 구조물이나 멀티피직스 시스템의 위상최적화를 효과적으로 수행할 수 있다. 하지만, 아직까지 질량 행렬의 정의에 대한 모호함으로 인하여 동적인 구조물의 최적화에 대한 연구가 많이 이루어지지 않았다. 이런 문제점을 해결하기 위하여 요소 연결 매개법에서 질량행렬을 정의하는 방법을 연구하며, 이를 이용하여 선형 구조물의 동적 컴플라이언스(Dynamic Compliance)를 고려한 위상최적화 문제에 적용하여 제안된 방법을 검증하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.555-556
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• 2014

In this paper, topology optimization of two-dimensional acoustic lenses is presented by using the phase field method. The objective of the optimization is to maximize the acoustic pressure at a specified domain inside the acoustic domain for a given frequency, and the constraint is imposed on the amount of the material of the acoustic lens. Topology optimization of two-dimensional acoustic lenses are obtained as the steady state of the phase transition described by the Allen-Cahn equation. The Helmholtz equation modeling the wave propagation is solved by using a finite element method. The effectiveness of the proposed method is verified by applying it for several two-dimensional acoustic lens system design problems.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.843-845
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• 2003

In this paper, the design of the outer core which is one part of the linear motor is investigated by using the topology optimization and FEM. The object functions are to reduce the outer core area of the linear motor with the maximum magnetic energy in airgap. For topology optimization, the finite element model is made through the result of ANSYS, and the sensitivity calculation is done using ANSTOP(developed general software for topology optimization of electromagnetics). In ANSTOP, the optimization routine is implemented using SLP in DOT and the ANSYS is used as a function solver.

• 한국CDE학회지
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• 제3권2호
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• pp.89-92
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• 1997

이 글에서 소개하는 topology optimization은 structural optimization의 한 분야로서 최근 10여년 동안 급격하게 발전되어 온 분야이다. Structural optimization은 오랜 역사(일반적으로 최초의 structural optimization은 17세기 Galileo에 의하여 되어졌다고 받아들임)를 가지고 발달되어 왔음에도 불구하고 아직도 최적화 방법론과 응용 관점에서 빠르게 발전되고 있다. 이 분야는 사회적인 요구(한정된 자원과 에너지, 안전도, 환경문제)와 컴퓨터 관련 학문(고성능 컴퓨터, computational geometry, finite element method)의 발달에 힘입어 최근 30년간 많은 진전이 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권4호
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• pp.537-545
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• 2013

금속씰의 탄성복원력은 기밀성능을 결정하는 매우 중요한 요소이다. 본 연구는 장시간 운전조건에서 기밀성능을 유지할 수 있는 금속오링씰의 구조, 즉 탄성복원력이 우수한 구조를 얻기 위하여 컴플라이언트 메커니즘 위상최적화법을 도입하였다. 진화구조최적화법의 위상최적화 알고리듬이 사용되었으며, 강성 및 유연성을 동시에 고려하는 두 가지 종류의 목적함수가 사용되었다. 금속오링씰의 외형을 고려하여 원형의 최적화 설계영역이 고려되었으며 최적화 결과로 나타난 위상의 탄성복원력은 상용품의 탄성복원력과 비교되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제31권1호
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• pp.43-49
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• 2007

A new electric coil design methodology using the notion of topology optimization is developed. The specific design problem in consideration is to find optimal coil configuration that maximizes the Lorentz force under given magnetic field. Topology optimization is usually formulated using the finite element method, but the novel feature of this method is that no such partial differential equation solver is employed during the whole optimization process. The proposed methodology allows the determination of not only coil shape but also the number of coil turns which is not possible to determine by any existing topology optimization concept and to perform single coil strand identification algorithm. The specific applications are made in the design of two-dimensional fine-pattern focusing coils of an optical pickup actuator. In this method, the concept of equivalent magnetizing current is utilized to calculate the Lorentz force, and the optimal coil configuration is obtained without any initial layout. The method is capable of generating the location and shape of turns of coil. To confirm the effectiveness of the proposed method in optical pickup applications, design problems involving multipolar permanent magnets are considered.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제18권11호
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• pp.1118-1127
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• 2008

The position and size of holes in the partition of a double cavity are known to strongly affect the eigenfrequency of the longitudinal eigenmodes of the double cavity. To maximize or minimize the eigenfrequency of the hole-partitioned double cavity, two acoustical topology optimization problems are formulated and solved. While two sub-cavities are filled with air, a partition between them is assumed to consist of sub-partitions of variable acoustical properties. One design variable is assigned to each sub-partition, whose material properties are interpolated as those of an intermediate material between air and a rigid body. The penalty parameter of the used interpolation function is adjusted to obtain a distinct air and rigid body distribution at the converged stage in each acoustical topology optimization problem. A special attention is paid to the selection of initial values of design variables to obtain solutions as close to global optimum and symmetric as possible. To show numerical characteristics of these optimization problems, the formulated problems are first solved for the one-dimensional partition design domain and then for the two-dimensional partition design domain.

• 대한기계학회논문집A
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• 제27권11호
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• pp.1925-1932
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• 2003

Topology optimization is widely accepted as a conceptual design tool for the product design. Since the resulted layout of the topology optimization is a kind of digital images represented by the density distribution, the seamless process is required to transform digital images to the CAD model for the practical use. In this paper, the general process to construct a CAD model is developed to apply for topology images based on elements. The node density and the morphology technique are adopted to extract boundary contour of the shape and remove the noise of images through erosion and dilation operation. The proposed method automatically generates point data sets of the geometric model. The process is integrated with Pro/Engineer, so that the engineer in practice can directly handle with curves or surfaces form digital images.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권4호
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• pp.293-299
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• 2016

본 논문은 확장된 프로젝션 기법을 사용한 위상 최적설계 방법을 다루고 있다. 다양한 형상과 길이 스케일을 가지는 프로젝션 함수를 개발해 위상 최적설계 기법에 적용시킴으로써, 복합재료의 설계에서 형상 및 크기가 미리 주어진 보강재의 최적 배치를 위상 최적설계를 통해 결정할 수 있음을 확인하였다. 또한 이와 같은 프로젝션 기법이 균질화법과 결합되어 체적탄성률 또는 전단탄성률 등의 유효 재료특성을 최대화시키는 단위 구조를 설계함으로써, 주기 구조를 가지는 복합재료에서 보강재의 최적 배치를 결정하고 그 유효 재료특성값을 수치적으로 계산할 수 있음을 여러 수치 예제들을 통해서 검증하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1998년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.3-10
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• 1998

Optimization problems may be devided into geometry optimization problems and topology optimization problems. In this paper, a method using tile equivalent material properties prediction techniques of a particulate-reinforced composites is proposed for the topology optimization. This method makes use of penalty factor in order that regions with intermediate value of design variables can be penalized. The computational results being obtained from PLBA algorithm of some values of penalty factor are presented.