본 논문에서는 마이크로그리드(Micro grid, MG)의 설계에서 필요로 되는 에너지저장장치(Energy storage system, ESS)의 최소설비용량을 산정할 수 있는 확률론적 방법론을 제시하였다. ESS기술은 아직까지 경제성 측면에서 매우 높은 설비비용이 필요로 되기 때문에 적정 설비규모를 산정하는 것과 MG의 안정적인 운영을 위해서 최소 설비용량에 대한 가이드라인의 제시가 필요로 된다. 본 논문에서 제시한 방법론은 Non-dispatchable 발전원 출력의 간헐성과 모든 발전기의 고장정지확률을 고려하여 MG가 자체적인 에너지 Self balancing을 유지할 수 있는 ESS의 최소설비용량을 산정할 수 있는 것을 특징으로 한다.
대중교통 운행계획 수립과정은 이론적인 연구의 특성에 따라 설계, 운영, 그리고 평가 단계로 구분할 수 있다. 운영단계와 평가단계에서 이루어지는 연구들에 대해서는 비교적 체계적으로 정리된 연구와 보고서들이 있으나 설계단계에 관한 연구들은 체계적으로 정리된 적이 없다. 본 연구에서는 대중교통 시스템설계에 관한 기존의 연구들을 검토하여 체계적으로 정리하였다. 또한 해당 연구들의 모형 구조를 자세히 분석하여 이의 풀이법을 정리하여 제시하였다. 설계단계에서 결정되는 결정변수로는 노선(망)의 구조, 노선간격 및 위치, 정류장 간격, 배차간격, 및 소요차량수 등이 있다. 노선설계에 관한 해석적 연구에서는 시스템의 총 비용이 목적함수로 많이 사용되고 이는 이용자의 접근비용, 대기비용, 그리고 통행비용으로 구성되는 이용자비용과 운영자의 운영비용으로 구성된다. 목적함수로 사용되는 대중교통 시스템의 총 비용은 노선간격, 배차간격 등의 결정변수들에 대해 미분가능하고 미분값을 0으로 만드는 값이 존재하며 2계 미분값이 양수이기 때문에 전역 최적해가 존재한다. 따라서 목적함수의 미분값을 0으로 만드는 결정변수가 목적함수를 최소로 만드는 최적치가 되며 이 최적치에서 각 부분 함수값들은 모두 동일해지게 된다. 본 연구는 대중교통 운행계획 중 설계단계의 해석적 연구에 대한 체계적인 이해를 도모할 것이며, 관련 연구를 활성화시키는데 큰 도움이 될 것으로 기대된다.
The metropolitan cities and operation companies of urban transit railway are driving to construct the LRT(light rail transit) system because of the advantage of construction cost and environmental serviceability. This study suggests the optimal design method of steel box girder considering dynamic characteristics of LRT with rubber wheel. The behavior and design constraints are formulated based on the structural design criteria for LRT. Genetic algorithm is applied to the minimum weight design of structural system. A typical example is solved to illustrate the applicability of the proposed minimization algorithm. From the results of application example, the optimum design of steel box girder is successfully accomplished. Therefore, this system can act as a consultant to assist novice designers in the design of steel box girder for LRT with rubber wheel.
An optimal design method using a response surface method for dynamic characteristics of a washer is presented. The proposed method uses the design of experiment and a computer model is used for the experiment. The value of the cost function is estimated using a computer model for each case of the design variable variation. An orthogonal array is used to obtain best cases to be considered with minimum number of experimentation. Using these experimental values, optimal design is performed using a response surface method. The method used in this paper can be applied to any complicated mechanical systems that can be modelled and analyzed by a computer program. The method is applied to the design of dynamic characteristics of a washer.
최근 각종 멀티미디어 서비스의 제공은 전송데이터의 급격한 증가를 가져왔으며, 이러한 서비스의 원활한 제공을 위해서는 초고속 통신망의 구축이 불가피하게 되었다. 초고속 통신망의 구축은 막대한 비용을 요구하기 때문에 망 구축비용의 감소를 위해서는 기존에 설치된 관로를 고려해야한다. 또한 초고속 통신망은 하나의 선로에 많은 양의 데이터가 전송되므로 한 선로에 문제가 있는 경우 막대한 손실이 발생하는 특징을 지닌다. 이 때문에 전체 네트워크를 일정수준이상의 생존도를 가질 수 있게 설계하여야한다. 이러한 문제의 해결을 위해서 기존의 논문에서는 비용을 줄이기 위해 고려된 기존 관로를 다음 단계에서 배제하여 한 관로를 여러 경로에서 사용함으로써 얻을 수 있는 비용 절감효과를 상실하였다. 그러나 본 논문에서는 생존도를 유지하는 범위 내에서 기존에 설치된 관로를 최대한 고려하여 비용 절감을 극대화한 네트워크를 효과적으로 설계하는 방법을 제안한다. 제안한 방법을 사용하여 실험한 결과에 따르면 기존의 방법에 비해 약 7%의 비용절감 효과를 얻을수 있었다.
This paper is to present a new method of cogging torque reduction for axial flux PM machines of multiple rotor surface mounted magnets. In order to start softly and to run a power generator even the case of weak wind power, reduction of cogging torque is one of the most important issues for a small wind turbine, Cogging torque is an inherent characteristic of PM machines and is caused by the geometry shape of the machine. Several methods have been already applied for reducing the cogging torque of conventional radial flux PM machines. Even though some of these techniques can be also applied to axial flux machines, manufacturing cost is especially higher due to the unique construction of the axial flux machine stator. Consequently, a simpler and low cost method is proposed to apply on axial flux PM machines. This new method is actually applied to a generator of 1.0kW, 16-poles axial flux surface magnet disc type machine with double-rotor-single-stator for small wind turbine. Design optimization of the adjacent magnet pole-arc which results in minimum cogging torque as well as assessment of the effect on the maximum available torque using 3D Finite Element Analysis (FEA) is investigated in this design. Although the design improvement is intended for small wind turbines, it is also applicable to larger wind turbines.
A methodology based on Teaching Learning-Based Optimization (TLBO) algorithm is proposed for optimum design of reinforced concrete retaining walls. The objective function is to minimize total material cost including concrete and steel per unit length of the retaining walls. The requirements of the American Concrete Institute (ACI 318-05-Building code requirements for structural concrete) are considered for reinforced concrete (RC) design. During the optimization process, totally twenty-nine design constraints composed from stability, flexural moment capacity, shear strength capacity and RC design requirements such as minimum and maximum reinforcement ratio, development length of reinforcement are checked. Comparing to other nature-inspired algorithm, TLBO is a simple algorithm without parameters entered by users and self-adjusting ranges without intervention of users. In numerical examples, a retaining wall taken from the documented researches is optimized and the several effects (backfill slope angle, internal friction angle of retaining soil and surcharge load) on the optimum results are also investigated in the study. As a conclusion, TLBO based methods are feasible.
The Big Bang-Big Crunch (BB-BC) optimization algorithm is developed for optimal design of non-linear steel frames with semi-rigid beam-to-column connections. The design algorithm obtains the minimum total cost which comprises total member plus connection costs by selecting suitable sections. Displacement and stress constraints together with the geometry constraints are imposed on the frame in the optimum design procedure. In addition, non-linear analyses considering the P-${\Delta}$ effects of beam-column members are performed during the optimization process. Three design examples with various types of connections are presented and the results show the efficiency of using semi-rigid connection models in comparing to rigid connections. The obtained optimum semi-rigid frames are more economical solutions and lead to more realistic predictions of response and strength of the structure.
균일 분포 횡하중이 작용하는 격자형 구조물의 극한 해석법의 개발에 대한 이전의 연구(참고문헌 1과 5)를 검증해 보았고, 붕괴 이론에 있어서 면내력의 영향을 고찰 하였다. 논문의 주된 내용은 최소 중량과 최소 비용을 갖는 격자형 구조물의 최적설계법을 개발하였고, Pareto 해석법을 적용하여 다목적 함수를 갖는 구조물에서 최적 절충해를 구하는 최적화 기법을 소개하였다.
GNSS의 재밍에 대응하는 기법은 입사되는 재밍 전력을 억제하는 항재밍 기법과 재밍신호원의 위치를 찾아내는 재머위치결정 기법이 주로 사용된다. 두 방법 모두 재밍신호의 방향을 탐지해야 하며 일반적으로 대표적인 도래각 결정알고리즘인 MUSIC이 사용된다. 그러나 MUSIC은 높은 분해능을 가짐에도 불구하고 모든 후보각에 대한 검색을 수행하므로 검색시간이 길다는 단점이 있다. 본 논문에서는 MUSIC의 목적함수를 Cholesky 분해를 이용하여 제곱 항들의 합 형태로 나타내고, 목적함수 계산 도중 일부의 합이 이미 기존의 최소값 보다 크면 계산을 중단함으로써 검색속도를 향상시키는 새로운 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘의 동작은 소프트웨어 기반의 모의실험을 통하여 검증하였으며 기존 MUSIC 알고리즘과 비교하여 도래각 추정 성능은 같으나 검색속도가 최대 1.15배 향상됨을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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