• 전기학회논문지
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• 제65권2호
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• pp.286-297
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• 2016

This study proposes criteria for both optimal-shape and magnetizer-system designs to be used for a high-output spoke-type motor. The study also examines methods of reducing high-cogging torque and torque ripple, to prevent noise and vibration. The optimal design of the stator and rotor can be enhanced using both a response surface method and finite element method. In addition, a magnetizer system is optimally designed for the magnetization of permanent magnets for use in the motor. Finally, this study verifies that the proposed motor can efficiently replace interior permanent magnet synchronous motor in many industries.

• 한국기계기술학회지
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• 제13권1호
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• pp.41-47
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• 2011

In this study, the structural analysis of cooling fan is combined with 3-D flow analysis by using CFD on fluid domain. The smoothly cooling flow with optimum design of cooling parts is essential at automotive combustion engine. The fan shape is modeled with three kinds of shape by varying the radius of the fan blade. By the results of analysis, the flow at Model I is more uniform than Model II or III. And the displacement at Model I is less than Model II or III. As the flow resistance of cooling fan at Model I decreases more than Model II or III, the efficiency becomes better.

• 소성∙가공
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• 제21권7호
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• pp.397-402
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• 2012

The flange hub is a main component in an automotive steering system. In general, the flange hub are fabricated by mechanical machining, which is a process where material waste is inevitable. It is well-known that a net-shape cold forging cannot only reduce material waste but can also improve the mechanical strength of the final product. Thus, a forging process design was conducted for production of a flange hub. Significant spring-back occurs around the flange due to its small thickness in conjunction with the residual stresses after forging. In order to achieve the required dimensional accuracy, a process design with appropriate spring-back control is needed. In this study, a modification of the forging die was designed based on FE analysis with the purpose of spring-back compensation. Four kinds of different die designs were evaluated and the optimum design has two times less spring-back than the initial design. The compensation angle of the optimum design is 0.5 degrees. The results have been experimentally confirmed by cold forging of a flange hub and comparing the amount of spring-back between the actual component and the FE analysis.

• 한국해양공학회지
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• 제23권1호
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• pp.48-53
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• 2009

Autonomous Underwater Vehicles (AUV's) provide an important means for collecting detailed scientific information from the ocean depths. The hull resistance of an AUV is an important factor in determining the power requirements and range of the vehicle. This paper describes a design method that uses Computational Fluid Dynamics (CFD) to determine the hull resistance of an AUV under development. The CFD results reveal the distribution of the hydrodynamic values (velocity, pressure, etc.) of an AUV with a ducted propeller. This paper also discusses the optimization of the AUV hull profile to reduce the total resistance. This paper demonstrates that shape optimization in a conceptual design is possible by using a commercial CFD package. Optimum design work to minimize the drag force of an AUV was carried out, for a given object function and constraints.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.101-108
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• 2004

A FEM-based efficient method is developed for the shape optimization of 2-D structures. The combined SLP and Simplex method are coupled with finite element analysis. Selected set of master nodes on the design boundaries are employed as design variables and assigned to move towards their normal directions. The other nodes along the design boundaries are grouped into the master node. By interpolating the repositioned master nodes, the B-spline curves are formed so that the rest mid-nodes efficiently settle down on the B-spline curves. Mesh smoothing scheme is also applied for the nodes on the design boundary to maintain most finite elements in good quality. Finally, a numerical implementation of optimum design of an automobile torque converter piston subjected to pressure and centrifugal loads is presented. The results shows additional weight up to 13% may be saved after the shape optimization.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권3호
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• pp.309-314
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• 2014

기계나 토목 구조물의 형상은 일반적으로 전통적인 방법들을 이용하여 얻었다. 예를 들면 전력송전탑이나 해상풍력 하부구조물 이외의 다른 구조물들도 조직적으로 만든다. 한편 컴퓨터 그래픽의 급속한 성장으로 인해, 진화된 구조해석 및 최적설계기법들을 이용하고 있다. 본 논문에서는 해상 풍력 터빈을 위한 자켓 구조물의 구조형상을 위상최적화 기법을 통하여 연구하였다. 이번 연구는 실제작동하중상태로 시뮬레이션을 위하여 다 하중으로 종속시켰으며, 최적화 목적 함수는 주어진 경계조건아래 컴플라이언스로 정의하였다. 최적화는 고유진동수와 체적을 구속함수로 사용하였으며, 1 단계 모델의 결과는 2 단계 구조를 위한 외형을 빠르게 볼 수 있도록 한다. 그 결과로 사각뿔대의 3D 모델은 위상최적화를 통하여 개발하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제30권8호
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• pp.685-690
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• 2006

컨테이너 터미널에서 컨테이너의 양 하역 작업 시 컨테이너 크레인을 정위치에 고정시키고, 돌풍으로 인해 컨테이너 크레인이 레일방향으로 미끄러지는 것을 방지하는 장치가 레일클램프이다. 쐐기형 레일클램프는 초기에는 작은 압착력으로 레일을 압착하다가 풍속이 증가하면 쐐기작용에 의해 압착력이 증가하는 방식을 취함으로서 구조적으로 안정성과 내구성이 높은 장점을 가지고 있다. 본연구에서는 레일클램프의 주요부인 조에 대해 형상최적설계를 수행하였다. 본 논문에서는 솔리드 요소로 유한요소 모델링된 조(jaw)의 경량화 설계를 위하여 강도를 고려하였다. 설계변수로는 조의 측면부의 두께, 조의 중간부의 롤러지지부의 두께, 조의 하단부의 롤러지지부의 두께, 조의 곡면부의 위치로 설정하였다. 본 연구에서는 상용프래그램인 ANSYS WORKBENCH의 최적화 기능을 이용하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.9-15
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• 2009

본 연구는 도로안전 시설물의 풍하중에 의한 손상발생 사례를 토대로 현행 도로안전 시설물의 구조적 휨 성능을 평가하고 이에 대한 부재별 휨 성능개선을 위한 연구이다. 본 연구의 대상구조물로는 대표적인 도로안전시설물이며 풍하중에 대한 선행 피해사례가 밝혀진 방음벽 지주프레임을 대상으로 고려하였으며 이들 지주프레임의 휨 구조성능 및 형상설계에 대한 평가를 우선적으로 수행하였다. 본 연구평가 결과에서 나타난 현행 보강재의 구조적 성능을 토대로 중량 대비 구조적 강성이 우수한 유리섬유 강화플라스틱 (GFRP)을 활용하여 다양한 보강 형태에 따른 성능개선방법을 해석 및 실험적 연구를 통하여 수행하였다. 그 결과 효율적 성능개선을 위한 GFRP 적용방법의 경우 구조적, 시공적 측면에서 효율적인 것으로 평가되었고 자체적인 형상단면 최적설계를 통한 개선방법도 성능보강에 효과적인 것으로 해석적으로 평가되었다. 본 연구에서 적용된 GFRP 단면보강 및 최적형상설계 연구는 향후 노후 도로안전 시설물의 풍하중 또는 태풍으로 인한 피해예방을 위한 기초자료로서 효율적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한조선학회논문집
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• 제60권6호
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• pp.424-432
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• 2023

This study deals with the design of a safety device around a leisure boat propeller. The safety device is to be designed to minimize performance degradation attached to propulsors in coastal waters. These devices, important for preventing propeller accidents, negatively gives influence boat performance, especially at higher speeds. In order to minimize the negative effect, the accelerating ducts, normally used in ESDs (Energy Saving Devices) have been chosen as a safety device. The present study aims to design an optimal duct (minimizing negative effect) through the parametric study. Based on the Marine 19A nozzle, the nozzle's thickness and angle were varied to obtain the optimum parameter in the preliminary design by the computational fluid dynamics program Star-CCM+ Ver. 15.02. In the detailed design, a NACA 4-digit Airfoil shape resembling the Marine 19A by modification at the trailing edge was chosen and the optimum shape was chosen according to variation of camber, thickness, and incidence angle for optimization. The optimally designed duct shows a speed decrease of about 10% in the sea trial result, which is much smaller than the normal speed decrease of at least 30%. The present designing method can give wide applications to the leisure boat because the wake is almost the same due to using the outboard propulsor.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권6호통권73호
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• pp.819-832
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• 2004

본 연구는 구조물의 형상 최적화를 효율적이면서 보다 용이하게 수행할 수 있는 기법을 제안하고자 하였다. 구조물의 형상 표현과 설계변수 선택을 위해 설계요소 개념을 활용하여 설계변수 수를 과감하게 줄일 수 있었고, 등매개변수 사상기법을 이용하여 최적화 과정 중 형상의 변화에 따른 유한요소망을 자동생성 하였으며 효율적인 최적화 과정 수행을 위하여 결정론적 최적화 기법(개선된 허용방향법)과 스토캐스틱 최적화 기법(유전 알고리즘)을 사용하여 그 결과와 효율성을 비교하였다. 최적화 과정 중 구조해석은 유한요소법을 이용하며 구조물의 부피와 단면적 등을 목적함수로 하여 형상 최적화를 수행하였다. 또한 제작성과 시공성을 위한 최종형상 제시를 위하여 최적형상에 완화곡선 처리를 시도하였다. 이상의 연구를 강구조물을 대상으로 한 몇 가지 수치 예에 적용한 결과 설계과정을 보다 단순화시켰으며, 두 가지 기법 모두 최적해에 수렴함으로써 목적함수 값을 효과적으로 개선시킬 수 있었다. 따라서 본 연구는 그 타당성과 적용성이 있다고 판명된다.