• 제목/요약/키워드: 공학설계

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최적구조물 설계를 위한 RQP 알고리즘의 매개변수 성능평가 (An Investigation on Parameters of a RQP Algorithm for Optimum Structural Design)

  • 임오강;이병우;변준석
    • 전산구조공학
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    • 제3권1호
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    • pp.83-95
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    • 1990
  • 주로 경험에 의존하여 최선의 상태를 구하는 설계방식에 반하여 수학적인 해석방법을 사용하여 체계적으로 최상의 결과를 얻고자하는 것이 최적설계이다. 이때 상태의 해석방법 뿐아니라 비선형의 설계함수의 최적화에 관한 기법 연구가 요구된다. 해석적인 비선형 최적화의 기법중 공학설계에 사용할 수 있는 수렴속도가 빠르며, 사용하기에 편리하다고 알려진 반복 이차 계획법(Recursive Quadratic Programming Method)의 매개변수들의 역할을 살피고 이들의 변화에 따른 수치성능을 비교 분석하여 계산효율이 개선된 수치적 알고리즘을 제시하였다. 설계함수들의 일차 미분정보를 이용한 근사 이차 미분정보에 의하여 최적해의 접근속도가 빠른 RQP 알고리즘의 평가를 위하여 구조물의 무게를 최소화하면서 유한요소의 응력, 변위, 최소고유진동수등의 제한조건을 만족하는 주어진 형상의 최적단면을 가지는 구조물도 설계하였다.

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필라멘트 와인딩 공법을 적용한 타입 IV 수소 압력용기 설계 연구 (A Study on Design of Type IV Hydrogen Pressure Vessels with Filament Winding Method)

  • 안성진;박현범
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제17권6호
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    • pp.127-132
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    • 2023
  • 본 연구에서는 필라멘트 와인딩 공법을 적용한 Type 4 압력용기의 설계를 수행하였다. 수소저장용 탱크의 설계인 점을 고려하여 누설을 방지하기 위해 라이너는 고분자 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 적용하였고 복합재 구조는 카본/에폭시를 Hoop 방향과 Helical 방향으로 적층하여 설계하였다. 이론적 접근으로 Helical 섬유의 각도와 Hoop, Helical 각각의 섬유 두께를 결정하여 설계하였다. 설계에 대한 안전성은 상용소프트웨어인 ANSYS를 활용하여 유한요소 해석으로 검증하였다.

신경반응표면을 이용한 공학 구조물 설계 프레임워크 구축 및 검증에 관한 연구 (A Study on the Development and the Verification of Engineering Structure Design Framework based on Neuro-Response Surface Method (NRSM))

  • 이재철;신성철;김수영
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제24권1호
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    • pp.46-51
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    • 2014
  • 공학적 시스템 최적설계의 가장 중요한 과정은 설계변수와 시스템 응답과의 관계를 파악하는 것이다. 시스템 최적화의 경우 반응표면법이 주로 사용되고 있다. 반응표면법의 최적화 과정은 대표적인 후보대안을 이용하여 설계공간을 구성하고, 설정된 설계 공간에서 설계 최적점을 찾는다. 설계공간의 구성에 따라 최적점이 변화되므로 합리적인 최적점을 찾기 위해서는 설계공간의 구성이 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 설계변수와 시스템응답의 관계를 신경반응표면을 이용하여 설계공간을 구성하고, 구성된 설계 공간 안에서 다목적유전자 알고리즘을 이용하여 최적 형상을 예측 할 수 있는 '신경반응표면을 이용한 공학 구조물 설계 프레임워크 구축'을 시도하였다. 구축된 프레임워크의 유용성을 확인하기 위해 비선형 수학함수 문제를 적용하였다. 구축된 프레임워크를 통해 공학문제의 최적화 과정에서 시간의 제약을 해결하고, 효과적인 최적설계가 가능함을 확인할 수 있었다. 향후에는 본 연구의 결과를 바탕으로 실제 조선해양공학 최적화 문제에 적용을 시도할 것이다.

공학교육에서의 디자인 및 창의적 설계교육 (Engineering Educations for Creativity and Design in Mind at HIU)

  • 한병기;지해성
    • 공학교육연구
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    • 제9권4호
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    • pp.19-27
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    • 2006
  • 2000년대에 들어와 교육 현장에서는 국가발전의 주요한 원동력 중 하나인 국제경쟁력을 갖춘 기술인력을 양성하기 위한 공학교육 개선에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있고, 한국공학인증체계(ABEEK;Accreditation Board for Engineering Education of Korea)가 마련되어 생산 현장에서 필요로 하는 졸업생을 배출하기 위한 교육 프로그램의 자격기준을 제시하여 이를 충족하도록 하고 있다. 본 논문은 홍익대학교의 기계시스템디자인공학과의 사례를 중심으로 공학교육에서의 디자인 및 창의적 설계교육 체계와 그 수행방법을 다루고 있다. 디자인 및 창의적 설계 교육은 10여년전부터 홍익대학교 공학교육의 중심개념으로서 꾸준히 실행되어왔으며 본문에서는 이를 구현하기 위한 관련 교과목체계의 정립과 본교에서 지향하고자 하는 교육 특성화 목표를 소개한다.

Use-Case Approach 기반의 Test Case 추출을 위한 아두이노 펌웨어 설계 연구 (A Study on Arduino Firmware Design for Test Case Extraction based on Use-Case Approach)

  • 장우성;박병호;김영철;박용범
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2013년도 추계학술발표대회
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    • pp.1015-1018
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    • 2013
  • 최근 임베디드 펌웨어를 객체 지향 어플리케이션과 함께 개발하는 경우가 증가하고 있다. 하지만 기존의 펌웨어는 절차적 설계를 기반으로 하기 때문에 어플리케이션과 다른 설계 기법이 필요하여 개발 비용과 테스트 비용이 증가한다. 그렇지만 아두이노를 사용하면 펌웨어를 객체 지향 설계가 가능하다. 본 논문은 객체지향 적용 펌웨어를 설계에 초점을 두고, Gary E.Mogyorodi의 Test Case 생성 방법을 적용하여, 실제 펌웨어를 시험을 하고자 한다. 이 방법이 가능하면 일반적인 펌웨어와 어플리케이션을 같은 방법으로 설계 및 테스트가 가능하다. 적용사례로써, 한백전자 HBE-SmartCAR의 펌웨어를 아두이노 기반으로 설계 및 추출된 Test Case 실행을 통해, 설계와 구현이 동일함을 검증이 가능하다.

공학자의 문제해결능력 향상을 위한 실험계획 및 분석을 적용한 교육과정의 설계 -기계공학계열의 학과를 중심으로- (A Design of Curriculum Considered Experimental Design & Analysis for Enhancing Engineer's Problem-Solving Ability)

  • 이중순;곽효연
    • 공학교육연구
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    • 제11권1호
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    • pp.34-47
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    • 2008
  • 복합.융합화 능력을 겸비한 인재를 양성해야 하는 시대적 요구에 부응하여 공학자의 창의적 문제해결 능력 함양은 공학교육의 중요한 새로운 교육목표이다. 이 연구는 공학교육에 있어 실험계획 및 분석을 고려한 교육과정이 창의적 문제해결 능력을 뒷받침 할 수 있는 중요한 요소임을 지적하고 이것을 효과적으로 도입할 수 있는 교육과정의 설계에 그 목적을 두고 있다. 이를 위하여, 먼저 실험계획 및 분석의 교육주제에서 기대되는 학습 성과와 공학자의 기본적인 공학능력과의 연관성을 알아보았다. 그리고 전통적으로 산업에서 큰 비중을 차지하고 있는 기계공학계열학과의 현재 공학 교육과정에서 운영중인 실험계획 및 분석의 교육내용에 대한 현황을 조사하였고, 또한 해당 공학 전문가들의 주요 활동분야들 중의 하나인 연구논문의 작성에서 나타난 실험계획 및 분석에 관련된 지식의 활용 실태를 분석하였다. 마지막으로, 이러한 실증적 사례를 근거로 공학자의 기본 자질인 창의적 문제해결 능력 향상을 위한 하나의 수단으로서 효과적인 실험계획 및 분석의 교과를 도입한 공학교육 과정의 모듈을 개발하였다.

해외사례 분석을 통한 복합학제 설계교육의 활성화 방안 (Activation Strategy of Engineering Interdisciplinary Design through Abroad Case)

  • 조성구;이의수;이용한;이명천;엄세경
    • 공학교육연구
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    • 제11권1호
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    • pp.117-125
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    • 2008
  • 현실에서의 공학적인 문제들은 특정 분야에 한정된 제한된 설계 요소의 단순 집합이라기 보다는, 정량화하기 어렵고 최종적인 해에 도달하기 전에 항상 절충을 해야 하는 보다 광범위한 기술적, 경제적, 사회적 제약요인 들이 혼재된 형태로 존재하고 있다. 이에 기업들은 서로 다른 전공 분야의 지식을 가진 사람들로 팀을 구성하여 이러한 다차원적인 문제를 해결하고 있으며 이러한 교육을 충실히 받은 인재를 필요로 한다. 즉, 오늘날의 공학설계 문제의 특성 자체가 복합학제적인 설계를 요구하고 있는 것이다. 이에 본 논문에서는 미국 대학들의 복합학제 운영사례를 통해 복합학제 설계과제 도출 및 바람직한 복합학제 설계교육의 운영 방안을 제시하였다.

확률변수의 분포특성을 고려한 얕은기초 신뢰성 설계 (Reliability-Based Design of Shallow Foundations Considering The Probability Distribution Types of Random Variables)

  • 김창동;김수일;이준환;김병일
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제24권1호
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    • pp.119-130
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    • 2008
  • 얕은기초 설계시 이용되는 지반의 물리적 공학적 설계변수들은 고유변동성(inherent variability) 및 측정 오차(measurement error) 등과 같은 여러 가지 요인으로 인하여 불확실성이 필연적으로 내포되어 있다. 본 논문에서는 얕은기초 설계시 기존의 결정론적 방법에서 고려하지 못하는 지반 불확실성 등을 포함한 설계 파라미터의 분산을 고려할 수 있는 확률론적 방법의 신뢰성 설계 사례를 제시하였다. 극한지지력 산정시 확률변수(random variable)인 단위중량, 점착력 및 내부마찰각 그리고 침하량 산정시 탄성계수에 대하여 국내 지반에 대한 적정 확률분포 형태 및 통계적 특성치를 결정하였다. 각 확률변수별로 채택된 분포를 적용하여 지지력과 침하량에 관한 신뢰지수와 파괴확률을 결정하였으며, 목표 신뢰지수 또는 확률에 대한 기초폭을 결정하였다. 얕은기초의 신뢰성 설계에 있어서 정규분포의 일괄적 적용보다는 각 확률변수에 해당하는 적합한 분포형태를 적용, 분석하는 것이 바람직한 것으로 나타났다.