• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.12 no.2
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• pp.141-148
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• 1999

변위 근거 유한요소해석을 사용하는 대부분의 위상 최적화 기법은 요소의 안정성 부족으로 인하여 체스판 무늬가 주기적 형태로 반복하여 설계영역 내부에 나타난다. 본 연구에서는 선형요소를 이용하면서 최적화 알고리즘의 안정성에 영향을 주지 않고 간단하게 모든 최적화 알고리즘에 이용 가능한 체스판무늬 형성 방지책을 개발하였다. 본 연구의 체스판무늬 형성 방치책에서는 먼저 각 선형요소를 구성하는 절점들의 부치분율을 설계변수로 선정하고, 요소내부의 부피분율을 설계변수로 표현하기 위한 선형 보간함수로 선형요소들의 형상함수를 선정하였다. 그리고, 설계변수와 등가 재료상수와의 상관 관계식은 평균장 근사이론을 이용하여 균질화된 재료에 벌칙인자가 도입된 관계식을 이용하였다. 또한, 본 연구에서는 순차이차계획법인 PLBA 알고리즘을 이용하여 위상 최적화문제를 해석하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.41.1-41.1
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• 2011

풍력블레이드는 가벼워야 하며 강도면에서 신뢰성이 확보되어야한다. 최근 들어 복합소재를 적용한 블레이드가 많이 선보이고 있다. 현재 가장 많이 사용되는 유리섬유/에폭시는 경제성 및 강도면에서 우수하여 많이 사용되어왔다. 본 논문에서는 유리섬유(80%)-탄소섬유(20%)/에폭시를 사용하여 강도를 높이고 무게를 경감시켜 효율을 증가시키고자 연구하였다. 국내 풍황에 적합한 1kW급 풍력블레이드의 Airfoil을 개발하여 강도를 평가하고 블레이드를 최적화 설계하였다. 유리섬유(80%)-탄소섬유(20%)가 적용된 복합재를 적층방법에 따라 실험하고 이를 블레이드 강도평가에 적용하였으며 FSI (Fluid-Structure Interaction)를 사용하였다. 이를 통해 블레이드의 무게경감 및 강도가 향상되었다.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.10 no.3 s.36
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• pp.487-495
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• 1998

Recently, the space truss has been attracted by many designers because of their ability to support significant loads with a minimum material. And it is relatively flexible to design the configuration of structures. This paper presents a volume optimization for the space truss on the basis of result evaluated from nonlinear analysis. The optimization of the truss is done by nonlinear optimum GINO(General Interactive Nonlinear Optimizer) program. The objective function considered is the volume of the steel bars. The constraints for optimum design are the design limits, such as the axial force strength, maximum slenderness, minimum thickness, allowable deflection and ratio of the external diameter to thickness of the circular tube bars.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.326-326
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• 2023

본 연구에서는 유역 내 다른 년도 관측 유량 데이터를 이용한 매개변수 최적화를 수행한 후, 최적화된 매개변수에 따라 다르게 추정된 유량 데이터를 이용해 발생하는 수문학적 가뭄 불확실성 분석을 수행하였다. 수문 모형은 장기 강우-유출분석에 주로 사용되는 Soil Water Assessment Tool (SWAT) 모형을 이용하였으며, Symmetric uncertainty을 이용해 불확실성 분석을 수행하였다. 모형 매개변수 최적화는 SWAT-CUP을 이용해 영산강 유역의 과거 1999년부터 2022년까지의관측 유량 데이터로 수행하였다. 최적화된 매개변수에 따라 추정되는 연평균 유량은 최대 5.59%의 차이를 발생시켰으며, 계절 유량은 봄 (6.1%), 여름 (14.6%), 가을 (9.7%), 겨울 (46.1%)의 차이를 발생시켰다. 그 후, 수문학적 가뭄지수인 Streamflow Drought Index (SDI)을 이용해 일 단위가뭄과 월 단위 가뭄 분석을 수행하였다. 매개변수에 따른 일 단위 가뭄 분석은 연평균 가뭄 발생일수가 최대 25.2일까지 차이가 발생하였으며, 월 단위 가뭄 역시 최적화된 매개변수에 가뭄 심도와 발생이 다르게 분석되었다. 그 후, Symmetric uncertainty을 이용한 불확실성 분석은 최적화된 매개변수에 따라 다르게 산정된 가뭄지수의 불확실성을 확인할 수 있었다. 본 연구는 수문학적 가뭄 분석 시, 다양한 관측 유량 데이터를 이용한 매개변수 최적화를 수행한 후, 이를 이용한 유량추정의 필요성을 확인할 수 있었다.

• The Korean Journal of Rheology
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• v.9 no.2
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• pp.66-72
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• 1997

사출성형품의 품질특성으로 외관, 치수, 기계적 강도 등이 있으나 조립부품으로써 사 될경우에는 치수가 주요한 품질이 된다. 성형품은 용융수지의 특성상 사출공정 중 수축을 일으키므로 이를 고려해서 금형설계가 이루어지지만 실제 사출과정에서 공정변수를 최적화 하여 관리하지 않으면 허용오차 내의 치수를 얻기가 힘들다. 본 논문에서는 주요조립부의 치수가 허용오차 내에서 얻어지도록 설계시 적용된 수축률과 측정된 수축률의 차이를 목적 함수로 하여 최소화 시키며 반복이차계획 알고리즘을 채택한 IDESIGN 프로그램을 이용해 최적 사출성형조건을 구하였다. 제약조건은 성형품의 부위별 수축률 편차 및 싱크마크 깊이 가 공정변수의 부등호 제약식으로 도출되었고 성형이 이루어지는 공정변수의 상하한 값이 최대 및 최소 경계값으로 적용되었다.

• Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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• v.5 no.4
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• pp.48-69
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• 1997

The use of advanced composite materials in many engineering structures has steadily increased during the last decade. Advanced composite materials allow the design engineer to tailor the directional stiffness and the strength of materials as required for the structures. Design variables to the design engineer include multiple material systems. ply orientation, ply thickness, stacking sequence and boundary conditions, in addition to overall structural design parameters. Since the vibration and impact strength of composite cylindrical shell is an important consideration for composite structures design, the reliable prediction method and design methodology should be required. In this study, the optimum design of composite cylindrical shell for maximum natural frequency, buckling strength and impact strength are developed by analytic and numerical method. The effect of parameters such as the various composite material orthotropic properties (CFRP, GFRP, KFRP, Al-CFRP hybrid), the stacking sequences, the shell thickness, and the boundary conditions on structural characteristics are studied extensively.

• Journal of Environmental Science International
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• v.4 no.1
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• pp.71-80
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• 1995

A discrete state space model for a multiple-reach river system is formulated using the dynamics of biochemical oxygen demand(BOD) and dissolved oxygen(DO). A hierarchical optimization technique, which is applicable to large-scale systems with time-delays in states, is also described to control stream quality in a river as an optimal manner based on the interaction prediction method. The steady state tracking error of the proposed method is determined analytically and a necessary and sufficient condition on which a constant target tracking problem has zero steady-state error is derived. Computer simulations for the river pollution model illustrate the algorithm.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.411-411
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• 2018

지속적인 강수량의 부족으로 인한 댐 및 하천유량의 감소로 인해 도시지역의 용수공급 부족의 위험이 항상 존재하고 있다. 대구시에 공급하는 상수원은 가창댐과 공산댐 낙동강의 죽곡취수장, 매곡취수장, 문산취수장이 운영되고 있다. 상수원에서 취수하는 물은 낙동강에서 120만톤, 운문댐에서 35만톤, 가창댐과 공산댐에서 9만톤을 취수해 총 164만톤의 물을 취수하여 공급하고 있다. 그러나 계속적인 가뭄으로 인해 대구의 취수원에 물이 부족하여 금호강 물을 하루 12만 7천 톤을 공급하는 도수시설을 설치하여 고산취수장으로 물을 공급하는 계획을 수립하였다. 대구시에 안정적으로 용수를 확보하여 공급하기 위해서는 대구시에 위치한 주요 상수원과 상수원으로 활용할 수 있는 시설들에 대해 비상급수 계획을 수립할 필요가 있다. 본 연구에서는 대구시의 안정적인 용수공급을 위해서 상수원에 대한 유량의 검토와 공급네트워크를 최적화하여 안정적인 용수공급방안을 모색하고자 하였다.

• Annual Conference of KIPS
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• 2024.05a
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• pp.440-443
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• 2024

한의학의 증상을 파악하는 한의 변증 진단에서 혀의 형태와 색상을 파악하는 것에서 설질과 설태의 색상을 파악하는 것이 핵심이다. 혀 촬영 장치로 촬영하더라도 조명의 빛 종류와 빛 강도, 위치에 따라 컬러가 변환됨에 따라 혀 취득장치의 컬러교정이 필요하다. 컬러교정을 하지만, 오버피팅, 측정 오류와 노이즈 또는 색상 공간의 불균형으로 컬러의 왜곡이 발생할 수 있다. 이 연구에서는 24개의 patch 중에서 오류를 최소화할 수 있는 patch를 선정하는 최적화의 방법을 제시하려 하였다. 24개 patch 중 몇 개의 선택한 patch의 평균값을 구하여, 기준 값으로 변환시키는 변환 행렬을 구하고, 교정 값을 구하고, 교정된 24 patch 값의 평균과 기준 값과의 오차를 구하여 최소가 되는 변환 행렬을 구하였다. 이 방법은 컬러 챠트의 개수를 줄여 장치의 부피를 줄이는데 활용될 수 있다. 또한 이 방법은 외부의 빛이 차단된 촬영장치에서 활용되었지만, 조명조건이 안정된 개방된 공간에서도 스마트폰을 이용하여 촬영하는데 활용 가능할 것으로 예상된다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.729-732
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• 2010

본 논문에서는 이산 변수 최적화에 적합한 유전 알고리듬을 이용하여 복합재 적층 패치의 최적강도설계를 수행하였다. 기저판(substrate)와 접착제(adhesive), 그리고 복합재 적층 패치로 이루어진 구조물에서 패치의 강도를 효율적으로 구하기 위해서 응력 함수 기반의 해석적 방법을 도입하였다. 면외 방향의 응력 함수를 가정하여 가상 공액일의 법칙(complementary virtual work principle)에 적용하였으며, 복합재 패치의 자유 경계조건으로부터 면내 방향의 응력함수를 결정하였다. 응력 함수를 통하여 구한 층간 응력 값은 자유 경계 효과를 잘 나타내었고, 이를 이용하여 패치의 강도 해석을 수행하였다. 강도 해석 시, 복합재 패치의 파괴 기준은 면내 응력들에 대해서는 최대 응력 척도를 사용하였으며, 층간 응력들에 대해서는 quadratic delamination 척도를 사용하였다. 유전 알고리듬을 이용한 최적강도설계 과정에서는 임의의 염색체가 주어진 적층 구속 조건을 만족할 수 있게 수정(repairing)하는 과정을 도입하였다. 또한 다수의 전역해(global optima)를 효과적으로 찾기 위해서 multiple elitism 기법을 도입하였다. 응력 함수 기반의 강도 해석방법과 유전 알고리듬과의 연계를 통한 복합재 적층 패치의 강도최적설계 기법은 패치 구조물의 해석 및 설계에 있어서 효율적인 도구로서 사용할 수 있을 것이라 사료된다.