• Title/Summary/Keyword: minimum cost design

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공유형 광 지연 선로 버퍼를 갖는 광 패킷 스위치에서 튜닝 가능한 파장 변환기와 내부 파장 개수의 최적화에 의한 스위치 비용 감소 (Reduction of Switch Cost by Optimization of Tunable Wavelength Converters and Internal Wavelengths in the Optical Packet Switch with Shared FDL Buffer)

  • 황일선;임헌국;유기성;정진욱
    • 인터넷정보학회논문지
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    • 제7권6호
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    • pp.113-121
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    • 2006
  • 스위치 비용을 감소시킬 연구의 일환으로 공유형 광 지연 선로 버퍼를 갖는 광 패킷 스위치에서 인터넷 트래픽과 같은 비동기 가변길이 패킷들의 경합 해결을 위해 요구 되어지는 최적화된 튜닝 가능한 파장 변환기의 개수와 내부 파장 개수가 도출 되어 진다. 광 패킷 스위치 디자인 비용에 관련된 튜닝 가능한 파장 변환기의 개수와 내부 파장 개수를 도출하기 위해 스위치 내부에 한정된 수의 파장 변환기와 내부 파장을 고려해 주는 새로운 형태의 스케줄링 알고리즘을 제안하였다. 세 가지 튜닝 가능한 파장 변환기 구조들에 대해서 최소의 패킷 로스를 보장해 주는 최적화된 파장 변환기의 개수와 내부의 파장 개수가 자원 낭비를 예방해 주기 위해 평가되어졌다. 하나의 주어진 로드 하에서 파장 변환기 개수와 내부의 파장 개수가 의미 신장하게 감소되어 질 수 있었으며 또한 파장 변환기의 수와 내부 파장의 수를 완전히 갖는 광 패킷 스위치의 성능과 같은 패킷 손실 확률을 보장해 주었다.

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2층도로용 강구조 덱 시스템의 최적설계 (Optimum Design of Steel-Deck System for Two-Story Roads)

  • 조효남;민대홍;김현우
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제10권3호통권36호
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    • pp.553-564
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    • 1998
  • 최근도심지의 극심한 교통체증의 해소를 위한 방안으로 2층도로 강구조 덱 시스템의 채택이 증가하고 있다. 그 주된 이유는 신속한 시공과 콘크리트덱에 비하여 자중의 감소효과가 크고 보다 큰 강도와 효율적인 가설이 가능하기 때문이다. 본 연구의 목적은 강구조 덱 시스템의 최적설계프로그램을 이용한 2층도로용 강구조 덱 시스템의 가장 합리적인 형식 결정에 관한 연구이다. 최적화의 목적함수는 최소 초기비용으로 정식화하였다. 설계 제약조건은 도로교시방서의 ASD설계기준에 맞추어 정식화하였으며 최적설계과정은 두 단계로 이루어져 있다. 첫 번째 단계는 박스 또는 플레이트주형에 대한 강구조 덱 시스템의 최적설계가 수행된다. 그리고 두 번째 단계에서 개단면 또는 폐단면리브를 갖는 강상판에 대하여 최적설계를 한다. 최적설계 프로그램의 구조해석은 주형에 대하여 격자해석 모델링을 이용하였고 강상판에 대해서는 Pelican-Esslinger법을 사용하였다. 최적화 기법은 SQP를 이용하였다. 적용 예의 각 형식별 강구조 덱 시스템의 최적설계 결과의 비교를 통하여 비용의 효율성을 검토하였고 폐단면리브를 가지는 직선 형상의 박스거더 형식이 가장 효율적이고 경제적으로 판단된다.

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불확실성을 고려한 접합부의 최적설계에 관한 연구 (The Study of Reliability Based Optimization Design for Connection)

  • 신수미;윤혁기;김혜민
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권6호
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    • pp.26-32
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    • 2016
  • 일반적으로 구조물에는 하중, 재료상수, 부재크기와 구조해석 등의 오차에 대한 불확실성을 존재하고 이러한 불확실성은 구조물의 최적설계에 많은 영향을 준다. 확률론적 해석은 급속하게 발전하고 있고 여러 불확실성을 고려해야 하는 구조설계에서 중요한 기법으로 사용되고 있다. 본 논문에서는 구조물에서 발생하는 불확실성을 고려하기 위하여 신뢰성 해석을 통하여 신뢰도 지수를 산출하였으며 이 값을 최적설계의 제약조건으로 설정하여 확률론적 최적설계를 수행하였다. 최적설계 결과 기존의 불확실량이 고려되지 않은 확정론적 최적설계의 결과 값보다 불확실량이 고려된 최적설계 결과값이 더 크게 나타났으나 불확실성을 고려하는 경우가 구조물의 안정성이 더 확보되는 것으로 생각된다. 본 논문에서는 최적화 기법 중 가장 강력하다고 알려진 SQP(순차이차계획법)을 이용하여 최적화를 수행하였는데 SQP법은 최적화 문제의 정식화를 반복계산 하는 것에 바탕을 두고 각 반복계산에 있어서는 2차 프로그래밍 부속 문제의 해를 구하는데 그 기본을 두는 방법이다. 또 불확실량을 고려한 최적설계를 위해 신뢰성을 기초한 최적설계를 수행하여 신뢰도지수와 파괴확률을 계산하였다. 확정론적 최적설계와 달리 치수, 모양, 재료와 작용하중들의 양에 신뢰성해석을 수행하여 나온 신뢰도지수와 파괴확률을 앞에서 계산한 최적화 과정의 제약조건식에 가적으로 설정하여 최적설계를 수행하였다.T-stub 접합부를 예제로 적용하였으며 해석 결과의 기존문헌과 비교하였다.

차세대 인공위성 전기저항제트 가스추력기의 다물리 수치모사 (MULTI-PHYSICAL SIMULATION FOR THE DESIGN OF AN ELECTRIC RESISTOJET GAS THRUSTER IN THE NEXTSAT-1)

  • 장세명;최진철;한조영;신구환
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.112-119
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    • 2016
  • NEXTSat-1 is the next-generation small-size artificial satellite system planed by the Satellite Technology Research Center(SatTReC) in Korea Advanced Institute of Science and Technology(KAIST). For the control of attitude and transition of the orbit, the system has adopted a RHM(Resisto-jet Head Module), which has a very simple geometry with a reasonable efficiency. An axisymmetric model is devised with two coil-resistance heaters using xenon(Xe) gas, and the minimum required specific impulse is 60 seconds under the thrust more than 30 milli-Newton. To design the module, seven basic parameters should be decided: the nozzle shape, the power distribution of heater, the pressure drop of filter, the diameter of nozzle throat, the slant length and the angle of nozzle, and the size of reservoir, etc. After quasi one-dimensional analysis, a theoretical value of specific impulse is calculated, and the optima of parameters are found out from the baseline with a series of multi-physical numerical simulations based on the compressible Navier-Stokes equations for gas and the heat conduction energy equation for solid. A commercial code, COMSOL Multiphysics is used for the computation with a FEM (finite element method) based numerical scheme. The final values of design parameters indicate 5.8% better performance than those of baseline design after the verification with all the tuned parameters. The present method should be effective to reduce the time cost of trial and error in the development of RHM, the thruster of NEXTSat-1.

규격부재를 사용한 구조물 최적설계 (Optimal Design of Structures with Standardized Structural Members)

  • 유영면;이항섭
    • 대한토목학회논문집
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    • 제6권4호
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    • pp.1-9
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    • 1986
  • 본 논문에는 최적설계 시 설계변수를 미리 정해진 유한 개의 숫자로 구성된 집합에서 선택함으로써 규격부재를 사용하여 구조물을 최적설계하는 방법에 대한 연구 결과가 수록되었다. 본 연구에서는 일차로 설계변수가 연속적으로 변할 수 있는 경우의 연속최적해를 구한 후 이로부터 가까이 있으며 제한조건을 위배하지 않는 가최적해(Pseudo-optimum)을 주어진 설계변수의 집합으로부터 선택하고, 이를 개선하여 목적함수를 최소화하는 최종 불연속최적해를 찾는 방법을 사용하였으며, 이를 최척화 기법의 하나인 미분벡터 투영법 (Gradient Projection Method)과 결합하여 문제 해결을 시도하였다. 개발된 방법을 이용하여 응력, 변위 몇 생계변수 제약조건들이 포함된 각종 트러스 구조물을 설계한 결과 이 방법이 설계변수가 규격을 만족시켜야 하는 최적설계 문제에 광범위하게 적용될 수 있음이 밝혀졌다.

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단면 분석을 통한 자동차용 리어 서브-프레임 하이드로포밍 부품의 공정 제어 및 설계 (Hydro-forming Process Control and Design Concept of Automotive Rear Sub-frame Components Through Cross Sectional Analysis)

  • 김기주
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권9호
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    • pp.1-6
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    • 2018
  • 하이드로포밍 기술은 지난 20년간 자동차부품의 적용을 중심으로 비약적인 발전을 해 왔다. 이 기술은 자동차 산업응용분야에 많은 장점을 가지고 있는데 이는 더 나은 구조적 강건성, 부품수 감소에 기인한 비용절감, 재료절약, 무게감소, 낮은 스프링백현상, 개선된 강도, 내구성 향상, 설계 유연성 등이다. 하이드로포밍 부품의 성형성 검토를 위하여 다양한 컴퓨터 시뮬레이션 기술 등이 발달해 왔으며 이를 통해 성형 가능성을 검토하는 것과 동시에 성형을 위하여 벤딩 공정, 프리포밍공정, 다이클로징 공정 등의 효율적인 공정을 수립하여 하이드로포밍 부품들을 설계하고 있다. 이에 본 연구에서는 하이드로포밍 부품 설계 시 고려사항 중 성형량, 부품의 단면길이(하이드로포밍 프레스 용량에 맞는), 최소 곡률(하이드로포밍 압력에 따른 곡률 영향 평가) 등을 제시하고 실제 자동차용 리어 서브-프레임 부품의 단면분석을 실시함으로써 하이드로포밍 성형을 위한 설계 방안을 제시하고자 한다. 아울러 하이드로포밍 공정인자 중 프리벤딩, 축피딩, 유압 압력, 프레스 하중, 마찰 등의 효과를 분석하여 이들 공정이 직접적인 하이드로포밍 성형에 필요인자 인지 등을 고찰하였다.

아파트단지 조경 공사비의 공종별 경년변화 특성 분석 - 공공기관 시행의 수도권 아파트단지를 중심으로 - (Characteristic Analysis of the Changes of Landscape Architecture Construction Costs in Time-series - Focused on the Cases of Works of Public Institution's at Capital Area -)

  • 박상진;조세환
    • 한국조경학회지
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    • 제43권6호
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    • pp.150-159
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    • 2015
  • 본 연구는 우리나라의 대표적 아파트단지 조성 공공기관인 'J'공사를 대상으로 조경 식재 및 시설물 공종별 공사비 산정 비율 및 그들의 경년변화 특성 분석을 통해 향후 보다 합리적인 조경공사비 산정을 위한 기초 자료 제시를 목적으로 수행하였다. 연구의 대상 및 자료는 2004년부터 2012년까지 수행한 수도권 아파트단지 37개 현장의 조경식재 및 시설물 공사비를 대상으로 하였다. 경년변화 특성 분석을 위해 기술분석, 상관분석 등 통계분석 방법을 사용하였으며 다음과 같은 결론이 도출되었다. 첫째, 2004년부터 2012년까지 9년간 시행된 조경공사 비용 중 식재공사비와 시설물공사비의 평균 비율은 56.1% 대 43.9%인 것으로 나타났다. 둘째, 식재공사와 시설물공사 모두 약 ${\pm}3%$의 변동 폭에 국한되고 있어 물가상승률 등을 감안하며 거의 상대적 변화가 없는 특징을 보이고 있었다. 셋째, 조경공사 공종별 공사비 투입에서는 최소 ${\pm}1%$에서 최대 ${\pm}5%$의 변동폭(變動幅)을 보임으로써 조경공사비에서는 시설물공사비가 경년별 변화의 폭이 상대적으로 높은 특징을 보이는 것으로 나타났다. 넷째, 이상과 같이 경년별, 조경공종별 조경공사비의 비율이 일괄적으로 나타나는 것은 아파트단지의 지역적 특성과 입지여건 등의 조건을 반영하지 못하는 한계가 있었음을 알 수 있었다. 다섯째, 조경공종별 조경 요소별 상관관계가 높게 나타남으로써 전체적인 공사비 틀 안에서 공사비간의 부분적 조정을 통해 전체 조경공사비를 통제하고 있는 것으로 나타났다. 이상의 결과는 조경공사비가 이용자들의 만족이나, 아파트단지의 여건 등의 환경적 특성과 상관없이 획일적으로 책정되고 있다는 문제점을 제시하고 있었다.

LMG 배관시스템의 열유동 해석 및 최적설계 프로그램 개발 (A Computer Programme Development for Thermal-Hydraulic Analysis and Optimal Design on LNG Pipeline System)

  • 이상규;홍성호;이중남;박석호
    • 한국가스학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.7-14
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    • 2000
  • 생산지로부터 LNG 선박으로 수송되어 각 생산기지의 저장탱크로 저장되는 액화천연가스 (LNG; Liquified Natural Gas)는 극저은인 Boiling Point보다 약간 낮은 온도 ($-162^{\circ}C$)로 전송된다. LNG 전송은 배관을 통하여 이루어지며, 이로 인하여 배관 내에는 2상 유동 (2-Phase Flow)이 자주 형성된다. 본 연구에서는 일차적으로 이러한 배관내의 2상 유동대한 압력강하량 계산법을 연구하였고, 단열재와 배관 표면을 통한 외부 열유입량과 그에 따른 BOG (Boil-off Gas) 발생량 계산 방법을 연구하여, 이들을 기반으로 LNG 배관시스템의 열유동 해석 프로그램을 개발하였다. 또한 본 연구 및 프로그램 개발을 토대로 최적의 단열재 두께와 배관 Size를 구할 수 있는 최적 설계 프로그램을 구축하였다. 이는 배관설계 시 주어진 최대 허용 압력 강하량과 BOG 발생량 등의 허용 운전 조건과, 단위 길이 당 배관가격과 단위 부피당 단열재가격을 기준으로 허용 범위 내의 최소 설비 비용을 찾는 최적 설계 방법이다.

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분산/병렬 시스템을 위한 최소화의 오류-허용 방사형 그래프 설계 (Minimum Design of Fault-Tolerant Arrangement Graph for Distributed &Parallel System)

  • 전문석;이문구
    • 한국정보처리학회논문지
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    • 제5권12호
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    • pp.3088-3098
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    • 1998
  • 순열 방사형 그래프는 병렬 또는 분산 시스템의 상호 연결망 구조로써 n-큐브의 새로운 대안으로 제시되고 있다. 그러나 최근까지 제시된 구조(메쉬, 하이퍼큐브 등)에 대한 오류 허용 설계 모델은 많이 연구되어왔지만 순열 방사형 그래프에 적합한 오류 허용 설계 모델은 연구되고 있지 않다. 따라서 본 논문에서는 순열 방사형 그래프에 적합한 새로운 오류 허용 설계방법을 제안하였다. 이 방법은 현재 수행중인 구성 요소 중에서 오류가 발생할 때 기존 구조를 유지하기 위해서, 예비 구성요소를 추가하여 적절히 오류 요소를 대치하는 기법이다. 먼저, 순열 방사형 그래프를 순환 그래프로 변환한 다음 순환 그래프의 준 동형 성질을 이용하였다. 또한 k개 예비프로세서를 추가하여 각 프로세서 당 최대 통신 링크를 최소화함으로써 오류 허용 설계구조의 비용을 최적화 하였다. 특히, 최대 통신 링크의 수를 최소화하는 새로운 연구 방법을 제안하였다.

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추계학적 최적화방법에 의한 기존관수로시스템의 병열관로 확장 (Stochastic Optimization Approach for Parallel Expansion of the Existing Water Distribution Systems)

  • 안태진;최계운;박정응
    • 물과 미래
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    • 제28권2호
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    • pp.169-180
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    • 1995
  • 관망상배관(Looped networks)시스템에서 관수로시스템의 전체비용은 폐회로유량(Loop flows)에 따라 영향을 받는다. 따라서 관망상배관의 최적설계를 위한 수학적모형을 추계학적 최적화방법에 적용하기 위하여 폐회로유량의 섭동(Perturbations)으로 전체비용이 변하게 하였다. 관망상 배관문제의 분석가능영역은 수많은 국지해(Local optimum)를 갖는 비볼록(Nonconvex)이므로 분석가능영역의 효율적인 심사를 위하여 수정추계학적 심사방법을 제안하였으며 이 방법은 국부심사단계(Global search phase)와 국지심사단계(Local search phase)로 구성되어 있다. 국부탐사에서는 점차적으로 국지해를 증진시키며 국지탐사에서는 국부탐사단계에서 교착상태에 있는 국지해로 부터 벗어나게 하거나 최종국지해를 증진시킨다. 제안한 방법의 효율성을 검정하기 위하여 참고문헌에 있는 기존관수로시스템의 병열관로(Parallel pipe line) 확장문제를 표본으로 채택하여 제안한 방법을 적용한 결과 먼저 발표된 연구자들의 비용보다 적은 비용으로 설계할 수 있었다.

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