• 한국항공우주학회지
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• 제41권7호
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• pp.509-515
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• 2013

본 연구에서 익형 형상 설계를 위해 전역적 다목적 최적화 기법인 적응영역 다목적 유전자 알고리즘 코드를 개발하였다. 저마하수에서 최대 양력과 순항조건에서 최대 양항비를 동시에 만족시키기 위해 목적함수로 양력계수와 양항비를 선정하였으며, 익형 형상 설계를 위해 PARSEC 기법을 이용하였다. 그 결과 참조 익형 대비 나은 공력 특성을 나타내는 2개의 익형이 선택되었으며 최대 양력과 양항비는 첫 번째 익형에 대해 약 4.89%, 5.38% 증가하였으며, 두 번째 익형에 대해 약 7.13%, 4.33% 증가하였다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제33권1호
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• pp.40-47
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• 2013

An aerodynamic design tool was developed for small wind turbine blades based on the blade element momentum theory. The lift and drag coefficients of blades that are needed for aerodynamic blade design were obtained in real time from the Xfoil program developed at University of Illinois. While running, the developed tool automatically accesses the Xfoil program, runs it with proper aerodynamic and airfoil properties, and finally obtains lift and drag coefficients. The obtained aerodynamic coefficients are then used to find out optimal twist angles and chord lengths of the airfoils. The developed tool was used to design a wind turbine blade using low Reynolds number airfoils, SG6040 and SG6043 to have its maximum power coefficient at a specified tip speed ratio. The performance of the blade was verified by a commercial code well known for its prediction accuracies.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권3호
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• pp.248-254
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• 2009

유전자 알고리즘은 공기역학적 최적 형상 설계를 위해 매우 유용한 도구임에도 불구하고 인구수 기반의 탐색 알고리즘이 내포하고 있는 과도한 계산 시간으로 말미암아 제한적으로 적용된다. 본 연구에서는 과도한 계산 시간을 줄이고 정확한 최적해를 유도하기 위해 근사모델인 역전파 신경망과 전역적 최적화 기법인 실수기반 적응영역 유전자 알고리즘을 결합한 하이브리드 기법을 제안한다. 그 결과 하이브리드 기법이 에어포일의 항력 및 최적화 계산 시간 측면에서 일반적인 유전자 알고리즘 대비 14%, 33% 향상된 결과를 나타내었다.

• Wind and Structures
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• 제36권6호
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• pp.355-366
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• 2023

Although machine learning (ML) techniques have been widely used in various fields of engineering practice, their applications in the field of wind engineering are still at the initial stage. In order to evaluate the feasibility of machine learning algorithms for prediction of wind loads on high-rise buildings, this study took the exposure category type, wind direction and the height of local wind force as the input features and adopted four different machine learning algorithms including k-nearest neighbor (KNN), support vector machine (SVM), gradient boosting regression tree (GBRT) and extreme gradient (XG) boosting to predict wind force coefficients of CAARC standard tall building model. All the hyper-parameters of four ML algorithms are optimized by tree-structured Parzen estimator (TPE). The result shows that mean drag force coefficients and RMS lift force coefficients can be well predicted by the GBRT algorithm model while the RMS drag force coefficients can be forecasted preferably by the XG boosting algorithm model. The proposed machine learning based algorithms for wind loads prediction can be an alternative of traditional wind tunnel tests and computational fluid dynamic simulations.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권3호
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• pp.379-385
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• 2013

차량의 제동시 쏠림 현상은 크게 타이어에 의한 원인과 현가시스템, 조향시스템 등의 차량구조의 이유로 발생한다. 그 중 차량구조의 원인은 드래그링크 방식의 조향시스템과 판스프링 형태의 현가 스프링 때문으로 볼 수 있다. 본 연구에서는 차량동역학 해석 프로그램인 ADAMS/CAR 를 사용하여 제동시 쏠림의 발생 원인에 대해 분석하였다. 제동시 드래그링크와 판스프링의 거동을 확인하고 그로 인해 발생하는 쏠림을 최소화 시키기 위해 최적화 프로그램인 Visual DOC 를 사용하여 쏠림을 감소시키기 위한 조향 연결점의 위치를 결정하였다. 설계 변경된 차량의 K&C (Kinematic & Compliance) Test 시뮬레이션을 통해서 다른 특성에 미치는 영향이 없음을 보였고, 전차량 제동시뮬레이션을 통해 제동시 쏠림이 감소함을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.661-674
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• 2002

본 연구의 목적은 Navier-Stokes 유체의 최적 제어 문제의 해를 얻을 수 있는 효과적인 수치해석기법을 개발하고, 이를 물체의 항력(drag)을 최소화하는 문제에 적용하는데 있다. 본 연구는 항력을 줄인다는 산업적인 중요성과 함께 최적 제어를 위한 하나의 효과적인 최적화 기법의 모델을 제공하고 있다. 항력을 줄이기 위한 방법으로써 물체의 경계면에서 유체의 흡입(suction)과 방출(injection)이라는 기법을 사용하여 경계면에서 속도를 제어하였고, 목적함수로써 항력을 표현하기 위하여 에너지 소실의 변화율을 사용하였다. 컴퓨터 용량을 최소화하고 최적화에서의 해의 보장성과 경제성을 위하여, Navier-Stokes의 해석을 위하여 페널티 방법을 사용하였고 최적화 기법을 위해서는 SQP 방법을 사용하였다. 그리고 Navier-Stokes 유체는 대단히 비선형성을 나타내기 때문에 최적화를 수행하기에는 매우 힘들다. 이를 위하여 연속기법(continuation technique)을 사용하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권9호
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• pp.825-834
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• 2008

고 받음각에서의 방향 안정성 향상을 위한 chine 형상 최적화를 수행하였다. Super ellipse equation을 통하여 다양한 형태의 chine 형상을 생성하고, 3차원 Navier-Stokes 방정식을 이용하여 방향안정성 및 고받음각에서의 공력 특성을 분석하였으며, 가장 높은 방향 안정성을 갖는 형상을 기본형상으로 선정하였다. 파리미터를 이용한 기본형상의 곡면 변형을 통하여 높은 방향 안정성 및 양항비를 동시에 만족하는 최적형상 도출을 위하여, 반응면을 구성하고 가중치를 도입하고 양항비를 구속조건으로 하는 방향안정성 최적화 문제를 수행하였다. 본 연구를 통하여 고받음각에서 chine형상의 공력특성을 파악하여 강한 와류를 발생시키는 chine 형상이 방향안정성에 도움이 된다는 것을 확인할 수 있었으며 최적화를 통해 기본형상보다 방향안정성이 약 29% 향상되는 결과를 얻었다. 또한 파라미터 기반 형상 생성기법과 근사최적화 기법의 연동을 이용한 형상최적설계 과정을 초음속, 고받음각 유동의 chine 형상설계에 적용하여 그 효율성을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권3호
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• pp.229-237
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• 2008

본 연구에서는 항공기 날개를 설계하기 위하여 공기역학과 구조해석을 통합한 다분야 설계최적화(MDO) 프레임웍을 구성하였다. 파라미터 모델링 기법을 사용하여 최적화 전 과정을 자동화하였다. 공력해석은 Fluent를 사용하였으며 이를 위한 격자는 CATIA의 파라미터 모델과 Gridgen을 사용하여 자동으로 생성되도록 하였다. 유한요소해석을 위한 격자는 MSC.Patran의 PCL 기능을 사용한 파라미터 방법으로 자동으로 생성되도록 하였다. 공력하중은 volume spline method를 사용하여 구조하중으로 변환시켰다. 최적화 방법은 전역해를 구하기 유리한 반응표면법을 사용하였다. 최적화 문제로 목적 함수는 날개의 무게의 최소화, 제약조건은 양항비와 날개의 변위로 정하였다. 그리고 종횡비, 테이퍼 비 및 후퇴각을 설계변수로 정의하였다. 최적화 시험 결과는 본 MDO 프레임웍이 성공적으로 구성되었음을 보여주었다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제25권2호
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• pp.167-180
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• 2008

지구관측 영상위성의 해상도는 위성에 장착된 광학카메라의 Field of View(FOV)와 위성의 임무고도에 의해 결정된다. 따라서 카메라의 FOV가 고정된 경우 해상도를 향상시키는 방법은 위성의 임무고도를 낮추는 것이다. 하지만 저고도일수록 대기저항에 의한 위성의 고도감소가 크게 나타나고 이를 보정하기 위해 많은 연료가 필요하게 된다. 이 연구에서는 초저고도에 있는 위성의 임무도 유지를 위하여 필요한 연료량 산출을 분석하고자 한다. 이를 위해 지구와 위성 간 2체 문제에 대기저항과 이를 보정하기 위만 주력을 고려하여 운동방정식을 세우고, Legendre-Gauss-Lobatto(LGL) points를 이용한 collocation method를 사용하였다. 지속적으로 임무고도를 유지하는 경우와 고도 상승하강 기동을 하여 임무고도를 대략 유지하는 경우에 대한 소모되는 연료량을 비하였다. 고도 상승하강 기동의 방법이 임무고도를 유지하기 위하여 더 적은 연료를 소모하였다. 고도 상승하강 기동방법을 이용할 때 고도상승의 주기 변화로 얻어지는 연료이득은 작고, 태양활동 시기나 위성의 임무고도변화는 연료 사용에 큰 영향을 끼치는 것을 확인할 수 있었다. 또한 여러 가지 조건에 대한 연료소모량을 구체적으로 제시하였다. 이 연구를 통해서 얻어진 알고리즘은 위성의 저고도 유지를 위한 연료량을 산정하는데 많은 도움이 될 것이며, 임무도 설정에 있어서도 원하는 해상도와 연료량을 고려하여 최상의 선택을 할 수 있는 자료를 제공할 수 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권11호
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• pp.1067-1074
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• 2010

본 연구에서는 이중 쐐기형 초음속 흡입구의 압력회복률에 대한 신뢰성 최적설계를 수행하였다. 주어진 설계영역에서 다양한 설계변수의 불확실성을 고려하여 흡입구의 압력회복률을 확률적으로 모델링하였으며, 목적함수로는 흡입구 항력을 선정하였다. 신뢰성 최적설계에 앞서 전산해석비용을 줄이기 위해 실험계획법과 크리깅 모델을 이용하여 적절한 설계공간을 탐색하였다. 신뢰성 기법의 정확도 검증을 위해 몬테카를로 시뮬레이션을 수행하였으며 이 결과를 신뢰성 기법 결과가 잘 추종함을 확인하였다. 신뢰성 기반 최적설계를 수행한 결과, 설계변수의 불확실성을 고려함으로써 시스템의 신뢰성을 확보하였다. 시스템 설계의 다양한 불확실성을 고려하기 위해서는 신뢰성 기반 최적설계가 유용한 접근방법임을 확인할 수 있었다.