• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제14권3호
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• pp.184-191
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• 2011

부유식 파력발전시스템의 필수요소인 계류시스템에 관한 초기 설계를 수행하였다. 국내 외에서 개발된 부유식 파력발전장치용 계류시스템 사례를 살펴보았으며, 계류시스템 구성 요소에 대하여 분석하였다. 계류시스템의 요소인 앵커와 계류선에 대하여 초기 설계를 수행하였는데, 계류선은 주로 해저면 위에 얹혀 있는 고중량 부분과 부체에 매달려 있는 저중량 부분으로 나누었다. 앵커와 연결되어서 주로 해저면 부근에 있는 일부분은 고중량 체인을 사용함으로써, 부체로부터 전달되는 강제가진에 의한 동적에너지를 감쇠시킬 수 있으며, 앵커의 중량과 부피를 줄일 수 있다. 또한 체인의 모든 부분이 해저면 위로부터로 들려 올려질 경우 앵커에는 수평력과 수직력이 작용하여 앵커의 지지력이 감소하게 되는데, 고중량 체인을 앵커 부근에 배치함으로써 이를 방지할 수 있을 것이다. 부체와 해저면 사이에 매달리는 부분은 저중량 체인을 사용함으로써, 체인의 자중과 거동이 부체의 에너지 생산 기능에 영향을 최소로 미치게 할 수 있을 것이다. 초기 설계된 계류시스템 모델의 안전성 평가를 위하여 정적 및 거동 해석을 수행하였다. 태풍 등의 열악한 해양환경 조건에서 앵커 부근의 체인 장력도 앵커의 지지력을 초과하여 설계된 앵커는 수평 이동되어 기능을 수행하지 못하게 될 것으로 예측되었다. 따라서, 앵커는 중량을 증가시키거나 지지력을 증대시킬 수 있는 방안이 강구되어야 할 것이다. 본 연구 결과는 향후 기능성과 안전성을 만족시키는 계류시스템의 상세 설계를 위한 자료로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Steel and Composite Structures
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• 제24권1호
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• pp.93-112
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• 2017

Metaheuristic algorithms in general make use of uniform random numbers in their search for optimum designs. Levy Flight (LF) is a random walk consisting of a series of consecutive random steps. The use of LF instead of uniform random numbers improves the performance of metaheuristic algorithms. In this study, three discrete optimum design algorithms are developed for steel skeletal structures each of which is based on one of the recent metaheuristic algorithms. These are biogeography-based optimization (BBO), brain storm optimization (BSO), and artificial bee colony optimization (ABC) algorithms. The optimum design problem of steel skeletal structures is formulated considering LRFD-AISC code provisions and W-sections for frames members and pipe sections for truss members are selected from available section lists. The minimum weight of steel structures is taken as the objective function. The number of steel skeletal structures is designed by using the algorithms developed and effect of LF is investigated. It is noticed that use of LF results in up to 14% lighter optimum structures.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권2호
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• pp.197-208
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• 2010

언더텐션이란 상부에서의 하중을 하부 케이블의 인장력을 이용하여 그 하중을 양 단부로 전달하는 시스템을 말하며 처짐과 부재 크기를 제어하기 위해 장스팬 구조물에 주로 적용된다. 하지만 수많은 단면 중에서 여러 조건을 만족하며 최소의 물량, 즉 최대의 경제성에 부합하는 최적의 단면을 찾는 것은 매우 어려운 일이다. 이에 본 연구에서는 마이크로 유전알고리즘을 이용하여 언더텐션 형태의 트러스 구조물에 단면 최적화 연구를 수행하였으며 처짐과 허용응력 그리고 좌굴이 제약조건으로 고려되었다. 최적화 검증 예제로 자주 사용되는 10-bar 트러스 예제의 이전 연구 결과와의 비교를 통하여 개발된 프로그램을 검증하였다. 이를 바탕으로 프리텐션 크기를 변수로 설정하여 언더텐션 구조물의 최적 설계를 수행하였다. 본 연구에서 제시된 최적설계 그래프를 통하여 설계자가 일정 조건을 만족하는 최적의 단면을 쉽게 선택할 수 있을 것으로 사료된다.

• 항공우주기술
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• 제12권2호
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• pp.180-185
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• 2013

본 연구에서는 공기역학적 성능을 고려하여 인간의 힘만으로 이륙할 수 있는 초경량 인간동력 항공기의 개념설계를 수행하였다. 이를 위해 조종사를 포함한 항공기 전체 무게를 결정한 이후 적절한 익형을 선정하여 주날개/보조날개를 설계하였다. 설계된 비행기의 형상을 기초로 3차원 전산해석을 하였으며, 이를 통해 양력/항력 등의 성능계수 및 항공기 무게 중심(CG)에 대한 계산을 수행하였다. 그 결과 비행기의 양력 및 추력이 양력 및 추력의 제한 조건을 만족하였다. 또한 비행기의 무게 중심(CG)이 주익의 공력 중심(AC)에 위치함으로써 26%의 정적 안정성이 보장되었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제30권2호
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• pp.137-143
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• 2006

The optimum grillage design belongs to nonlinear constrained optimization problem. The determination of beam scantlings for the grillage structure is a very crucial matter out of whole structural design process. The performance of optimization methods, based on penalty functions, is highly problem-dependent and many methods require additional tuning of some variables. This additional tuning is the influences of penalty coefficient, which depend strongly on the degree of constraint violation. Moreover, Binary-coded Genetic Algorithm (BGA) meets certain difficulties when dealing with continuous and/or discrete search spaces with large dimensions. With the above reasons, Real-coded Micro-Genetic Algorithm ($R{\mu}GA$) is proposed to find the optimum beam scantlings of the grillage structure without handling any of penalty functions. $R{\mu}GA$ can help in avoiding the premature convergence and search for global solution-spaces, because of its wide spread applicability, global perspective and inherent parallelism. Direct stiffness method is used as a numerical tool for the grillage analysis. In optimization study to find minimum weight, sensitivity study is carried out with varying beam configurations. From the simulation results, it has been concluded that the proposed $R{\mu}GA$ is an effective optimization tool for solving continuous and/or discrete nonlinear real-world optimization problems.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권5호통권66호
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• pp.551-559
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• 2003

강골조의 보-기둥 접합부에 대한 해석과 설계는 일반적으로 완전한 강접이나 마찰이 없는 완전한 핀접합으로 가정하는 것이 보통이다. 이러한 경우, 구조해석 및 설계과정을 단순화시키는 장점은 있으나, 실제 철골 접합부에서는 작용하중에 대하여 어느 정도의 모멘트 전달과 회전구속력을 갖는 반강접으로 해석해야 하므로 실제와는 다소 차이가 날 수 있다. 이에, 본 연구에서는 고정계수에 의한 기둥-보 접합부의 반강접성과 P-delta효과를 고려한 골조의 비선형 해석 프로그램을 작성하고, 수치해석을 통해 평면 강골조의 변형과 내력에 미치는 접합강성의 영향을 검토하였으며, 상용의 해석프로그램인 MIdas Gen과 비교하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권4호
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• pp.465-474
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• 2011

본 연구는 마이크로 유전 알고리즘을 이용하여 트러스 구조물의 단면적 및 형상을 최적화 하였다. 구조물의 최소 물량을 얻기 위하여 허용 응력 및 좌굴 응력과 같은 여러 제약조건이 고려되었으며, 이를 통해 트러스 구조물의 최적 설계 시 최적화된 부재의 단면적과 구조물의 좌표를 얻었다. 트러스 구조물의 최적 설계에 적용가능 한 제안된 기법을 이용하여 다양한 예제들을 선정하여 최적화를 수행하였으며, 기존 연구 결과와 비교를 통해 본 마이크로 유전 알고리즘의 효과를 입증하였다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제11권1호
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• pp.44-51
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• 2019

Designing sophisticate ship structures that satisfy several design criteria simultaneously with minimum weight and cost is an important engineering issue. For a ship structure composed of a shell and stiffeners, this issue is more serious because their mutual effect has to be addressed. In this study, a two-stage optimization method is proposed for the conceptual design of stiffeners in a ship's prow. In the first stage, a topology optimization method is used to determine a potential stiffener distribution based on the optimal results, whereupon stiffeners are constructed according to stiffener generative theory and the material distribution. In the second stage, size optimization is conducted to optimize the plate and stiffener sections simultaneously based on a parametric model. A final analysis model of the ship-prow structure is presented to assess the validity of this method. The analysis results show that the two-stage optimization method is effective for stiffener conceptual design, which provides a reference for designing actual stiffeners for ship hulls.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제13권1호
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• pp.772-785
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• 2021

Container ships has a transverse section in the form of an open profile, making it very sensitive to torsion phenomena. To minimize this effect, a structure known as a torsion box exists, which is subject to high stresses influenced by the fatigue phenomenon and the existence of cut-outs, for the passage of the longitudinal stiffeners, acting as stress concentrators. The aim of this study is to propose a two-stage design methodology to aid designers in satisfying the structural requirements and contribute with to a better understanding of the considered structure. The transverse webs of a torsional box structure are examined by comparing different cut-out geometries from numerical models with different regular load conditions to obtain the variables of the fatigue safety factor through linear regression models. The most appropriate geometry of the torsion box is established in terms of minimum weight, from nonlinear multivariable optimization models.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권11호
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• pp.7754-7760
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• 2015

조향계부품인 아우터타이로드 조립체에 대하여 경량화를 위한 최적화를 수행하였다. 지금까지의 아우터타이로드의 최적설계해석에서는 인너타이로드가 제외되었으나 본 연구에서는 조립체에 대한 최적화를 실시함으로써 실제 시험모드와 동일한 조건을 묘사하였다. 경량화 재료는 알루미늄 단조재이며 최적화 대상은 좌굴하중에 견딜수 있는 최소 중량의 아우터 타이로드 조립체의 형상이다. 형상 최적화 기법으로는 비선형 모델의 최적화 기법인 반응표면법과 크리깅 내삽법을 적용하였으며 초기모델 대비 각각 16.3%, 16.6%의 중량 감소 효과를 얻을 수 있었다. 근사모델로부터 얻은 최적설계 모델은 유한요소 해석을 통하여 검토한 결과 좌굴하중 예측치는 각각 2.6% 2.04% 중량예측치는 0.17% 0.13%의 오차를 가지고 있어 크리깅 기법 근사 모델이 더욱 최적해에 가까운 결과를 도출할 수 있을 것으로 보인다.