• 제목/요약/키워드: 다목적 함수

검색결과 159건 처리시간 0.025초

다목적 최적화 기법을 이용한 신재생에너지 기반 자립 에너지공급 시스템 설계 및 평가 (Economic and Environmental Assessment of a Renewable Stand-Alone Energy Supply System Using Multi-objective Optimization)

  • 이도현;한슬기;김지용
    • Korean Chemical Engineering Research
    • /
    • 제55권3호
    • /
    • pp.332-340
    • /
    • 2017
  • 본 연구에서는 다목적 최적화 기법을 이용하여 다양한 신재생에너지 자원 기반 통합 에너지 공급 시스템을 설계 및 평가 한다. 본 연구에서는 에너지 공급 시스템의 주요 구성요소로써 태양광 모듈, 풍력터빈 및 화석연료 기반 발전장치 등 에너지 생산 기술을 비롯하여 배터리와 인버터 등의 전력 에너지 저장 및 변환 장치 등도 포함한다. 특히, 6개의 한국 대표 지역을 선별하여 각 지역의 에너지 요구량 및 실제 신재생 에너지 자원 데이터를 기반으로 최적의 독립 통합 에너지 공급 시스템을 설계하였으며, 총 소요비용, 단위에너지비용 및 생애주기 이산화탄소 배출 분석 등, 다양한 지표를 이용하여 시스템의 경제성 및 환경성을 분석한다. 특히 다목적최적화 기법을 이용하여 최소 비용과 최소 이산화탄소 배출 등 두 목적함수를 동시에 만족하는 파레토 솔루션을 규명함으로써 신재생 자원 기반 독립 에너지 공급 시스템 설계의 가능성 및 효과를 정량적으로 분석하였다. 분석 결과, 신재생에너지 자원이 좋은 지역일수록 시스템 구축 비용 증가에 따른 이산화탄소 절감 효과가 높은 것으로 나타났다. 또한, 신재생에너지 자원 기반 에너지 공급 시스템의 전력 단가는 현재 기존 단가보다 평균 0.35~0.46 $/kWh높게 나타났으며, 이산화탄소 배출량의 경우 기존 배출량보다 470~490 g$CO_2$/kWh정도의 저감효과를 보임을 분석하였다.

퍼지 다목표(多目標) 선형계획법(線型計劃法)에 의한 산림자원(山林資源)의 다목적(多目的) 경영계획(經營計劃) (Multiple-Use Management Planning of Forest Resources Using Fuzzy Multiobjective Linear Programming)

  • 우종춘
    • 한국산림과학회지
    • /
    • 제85권2호
    • /
    • pp.172-179
    • /
    • 1996
  • 본 연구는 산림자원(山林資源)의 다목적(多目的) 이용(利用) 문제에 합리적으로 접근하기 위하여 퍼지 다목표(多目標) 선형계획법(線型計劃法)을 삼림경영계획에 응용하고자 시도되었다. 산림이 가지고 있는 두 가지 기능 즉, 목재생산기능(木材生産機能)과 공익기능(公益機熊)이 지역별로 적절히 발휘되면서 조화를 이룰때 산림자원의 다목적 이용문제가 해결될 수 있다. 여기에서는 공익기능 중에서 휴양기능(休養機能)이 발휘되고 있는 자연휴양림(自然休養林)을 대상으로 목재생산기능과 휴양기능이 합목적적(合目的的)으로 조합을 이룰 수 있는 모델을 개발하였다. 우리나라에서 최초로 조성된 유명산 자연휴양림 지역을 대상으로 자료를 수집하여 퍼지 다목표(多目標) 선형계획(線型計劃)모델을 구성하였다. 그리고 이 모델의 계산을 통해 얻어진 결과가 기존의 휴양림 경영계획서상의 자료와 비교 검토되었다. 이때 유명산 자연휴양림 면적 829ha를 대상으로 퍼지 다목표(多目標) 선형계획(線型計劃)모델을 적용한 결과 4분기(分期) 동안 수확경신(收穫更新) 가능한 면적이 410.8ha로 나타났고 이 때의 수확재적은 $57,904m^3$ 였으며, 이 휴양림(休養林)을 찾는 방문객수는 약 860만명 정도로 추정되었다. 퍼지 목표(多目標) 선형계획(線型計劃)모델에 의해서 목재생산계획(木材生産計劃)과 휴양계획(休養計劃)이 동시에 최적화(最適化) 될때의 최대구성함수(最大構成函數)값 ${\lambda}$는 0.29로 나타났다.

  • PDF

새로운 미분동적 계획법에 의한 저수지군의 최적제어 (Applications of New Differential Dynamic Programming to the Control of Real-time Reservoir)

  • 선우중호;이재형
    • 대한토목학회논문집
    • /
    • 제4권3호
    • /
    • pp.27-42
    • /
    • 1984
  • 수자원 부족과 개발비의 앙등은 관리상의 문제를 제가하고 있다. 일반 관리가 그러하듯이 물의 관리도 목적하는 바의 계량화 작업이 따르게 되고 수학적이 모형의 복잡성 때문에 컴퓨터를 사용하게 된다. 그 모형이 비선형 함수관계를 갖고 있으며 복잡한 제약조건이 부가될때 컴퓨터를 사용하기 위해 선행되어야할 작업은 통일된 알고리즘을 정하는 일이다. 위와 같이 문제의 해결에 이용되어온 기존의 동적계획법은 두 가지의 제한점을 가지고 있다. 즉, 변수를 이산화 해야하며 제약조건의 처리가 불가능 하다는 점이다. 현재까지 애용되고 있는 미분동적계획법에 의해 개발된 방법들 조차도 제약조건의 처리가 미흡하다. 본 논문에서는 위와 같은 어려움을 극복하고 저수지군의 다목적 다단계 제어에 응용할 수 있는 새로운 동적최적화 모형을 제안하였으며 본 논문에서 제안한 방법이 다른 대안들에 비해서 우월함을 입증하였다(즉, 기존의 문제를 본 방법에 의해 수치실험한 결과 기존 동적최적화 기법의 제약이 해소되었고 더 좋은 목적함수 값을 얻었다).

  • PDF

배합사료 공장의 최적 시스템 설계 (Optimum System Design of Feed Mill)

  • 박경규;정도섭;키스 벤키;칭라이 황
    • Journal of Biosystems Engineering
    • /
    • 제10권2호
    • /
    • pp.55-62
    • /
    • 1985
  • 박(朴)(1982, 1983, 1984 및 1985)이 개발(開發)한 배합사료공장(配合飼料工場)의 투자비용(投資費用) 및 운전비용(運轉費用)의 수학적모형(數學的模型)을 이용(利用)하여, 배합사료공장(配合飼料工場)의 적정(適正) 시스템의 설계(設計)를 예(例)를 들어 소개하였다. 적정(適正)시스템의 설계(設計)를 위(爲)하여 비선형(非線型) 프로그램의 "Single Objective Programming Problem(단일목적함수(單一目的函數))"와 "'Multiple Objective Decision Making Method(다목적함수(多目的函數))"의 2가지 방법(方法)을 적용(適用)하였다. Single Objective Programming Problem에서는 "Generalized Reduced Gradient(GRG) Method"를 이용(利用)하였고, Multiple Objective Decision Making Method(MODM)에서는 "Interactive Nonlinear Goal Program(INGP)"를 이용(利用)하였으며 그 결과(結果)는 다음의 몇가지로 요약(要約)할 수 있다. 1. 박(朴)이 개발(閒發)한 수학적(數學的) 모형(模型)들은 2 가지 방법(方法) 모두 사료공장(飼料工場)의 최적화(最適化) 설계(設計)에 효과적으로 이용(利用)할 수가 있었다. 2. MODM방법(方法)에 의(依)하여 얻어진 최적(最適)시스템은 Single Objective Program Problem에서 구(求)한 결과(結果)보다 균형(均衡)이 있는 시스템이었으며 장래(將來)의 사료원료(飼料原料), 사료구매시장(飼料購買市場), 기타 다른 조건(條件)들의 변화)에 대(對)해서 보다 탄력(彈力)이 있는 시스템으로 나타났다. 3. 엄밀한 의미(意味)에서 절대적(絶對的)인 최적사료공장(最適飼料工場)이란 있을 수 없으며, 주위의 조건(條件), 원료가격(原料價格), 사료가격(飼料價格), 공장주(工場主)의 취향 및 설계조건등(設計條件等)에 따라 최적(最適) 시스템은 각각(各各) 다르게 나타난다.

  • PDF

낙동강 유역에서의 홍수예.경보를 위한 강우-유출 모형과 수리해석모형의 연계 (The Integration of Rainfall-Runoff Model and Hydraulic Model for Flood Forecasting and Warning System in Nakdong River Basin)

  • 김태형;김광문;김판구;한건연
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
    • /
    • pp.640-640
    • /
    • 2012
  • 낙동강 홍수예경보 시스템은 낙동강 유역의 홍수피해 방지를 위해 1986년에 구축되어 낙동강홍수통제소에서 운영되어 온 이래로 여러 차례에 거친 시스템의 개선 및 보완을 통해 현재의 시스템을 갖추게 되었다. 그러나 4대강 사업을 통해 시행된 하도 준설 및 보 설치로 인한 하도 조건의 변경과 기존의 저류함수모형 및 수위-유량 관계식을 이용한 수위예측의 한계로 인해 낙동강 하도에 대한 수리해석모형 구축의 필요성이 대두되었다. 이에 따라 낙동강 홍수통제소에서는 기존의 저류함수모형을 이용한 강우-유출 해석모형과 낙동강 본류 및 주요 지류에 대한 수리해석 모형을 구축하여 연계하는 과업을 수행 중에 있다. 본 연구에서는 하천기본계획의 설계홍수량의 산정시 적용되는 HEC-HMS 모형을 통해 강우-유출해석모형을 구축하고, 낙동강 본류 및 8개 지류에 대해 FLDWAV 모형을 이용해 수리해석 모형을 구축하여 연계하였다. 수자원단위지도의 표준유역과 수위관측소 지점을 기반으로 하여 낙동강 유역을 287개의 소유역으로 분할하였고, 271개의 분할하도 및 10개의 다목적 댐 방류량을 반영하여 강우-유출 모형을 구축하였다. 수치지형도 및 토양도, 토지이용현황도를 통해 유역유출 및 하도유출에 대한 매개변수 산정하였고, 낙동강 본류 및 지류내의 주요 수위관측소를 유량의 검보정 지점으로 설정하였다. 수리학적 모형 구축을 위해 낙동강 본류의 383개의 단면 및 8개 지류의 497개 단면을 반영하였고, 그 이외의 6개 주요 지류는 측방유입으로 처리하였으며 낙동강 본류에 신설된 8개의 다기능보의 운영을 반영하였다. 각각 구축된 강우-유출 모형과 수리학적 모형은 모듈화하여 연계하였으며, 현재 낙동강홍수통제소에서 운영되고 있는 낙동, 왜관, 현풍, 진동, 삼랑진, 구포, 동촌수위관측소를 홍수예보지점으로 선정하여 모형의 검보정을 실시하였다. 구축된 모형은 낙동강홍수통제소의 홍수예보모형의 계산결과와 비교하여 적용성 및 효율성을 입증할 수 있을 것으로 판단되며, 낙동강에서의 실시간 홍수예 경보를 위한 홍수예보모형으로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

  • PDF

Single Extruder를 이용한 마른새우첨가 쌀 Collets 제조 시 독립변수의 조건변화에 따른 종속변수의 특성 (Characteristics of the Dependent Variable due to Changes in the Conditions of the Independent Variable During the Producing of Collets Added with Rice and Dried Shrimp by Single Extruder)

  • 제해수;윤문주;이재동;강경훈;박시영;박진효;김정균
    • 수산해양교육연구
    • /
    • 제27권5호
    • /
    • pp.1352-1363
    • /
    • 2015
  • 주원료인 쌀과 부원료인 마른새우의 농수산 복합물을 single screw extruder를 이용하고, 다목적 식품소재의 적용을 위하여 원료독립변수 3개(쌀의 함수율, 쌀의 입도, 마른새우 첨가율)와 작동독립변수 4개(barrel 온도, screw 속도, 토출구직경, 원료투입량)의 총 독립변수 7개의 조건변화에 의한 5개의 종속변수(팽화도, 함수율, 명도, 균질성, 생산성)의 특성은 다음과 같다. 쌀의 함수율을 12, 14, 16, 18%로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 팽화도는 그 값이 증가하다가 감소하였고, 함수율 및 명도는 증가하였고, 균질성은 감소하는 경향이었다. 쌀의 입도를 raw, 20, 40, 60 mesh로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 팽화도는 그 값이 미미하나마 감소하였으나 유의적인 큰 차이가 없었고, 함수율은 raw에 비해 20 mesh 입자의 크기로 작아질 때 함수율이 감소하였으나 20 mesh 이상으로 더 분쇄하여 입자의 크기가 작아지더라도 변화 없이 거의 일정하였으며, 명도는 쌀 입도의 크기에 따른 유의차가 없었고, 균질성은 증가하는 경향이었다. 마른새우의 첨가율을 2, 4, 6, 8%로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 함수율 및 명도는 증가하였고, 팽화도 및 균질성은 감소하는 경향이었다. Barrel 온도를 90, 95, 100, $110^{\circ}C$로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 팽화도 및 균질성은 유의적으로 증가하였고, 함수율 및 명도는 감소하는 경향이었다. Screw 속도를 210, 280, 340 rpm으로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 팽화도, 균질성 및 생산성은 증가하였고, 함수율 및 명도는 감소하였다. 토출구 직경을 4, 6, 8, 10 mm로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 팽화도 및 균질성은 감소하였고, 함수율 및 명도는 증가하였으며, 생산성은 그 값이 증가하다가 일정하였다. 원료투입량을 30, 40, 50, 60 kg/h로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 팽화도, 함수율, 명도 및 생산성은 증가하였고, 균질성은 감소하였다. 이와 같이 쌀을 주원료로 하고 부원료로 마른새우를 첨가하여 collets을 제조할 경우, 독립변수의 변화에 따라 종속변수의 값이 변화하여 최종제품인 collets의 품질에 영향을 미쳤다. 따라서 품질이 좋은 collets을 제조하기 위해서는 독립변수를 잘 설정할 필요가 있다고 판단되었다.

생산성을 고려한 평블록의 최적 구조 설계 (Optimum Structural Design of Panel Block Considering the Productivity)

  • 이주성;김종문
    • 대한조선학회논문집
    • /
    • 제44권2호
    • /
    • pp.139-147
    • /
    • 2007
  • The ultimate goal of structural design is to find the optimal design results which satisfies both safety and economy at the same time. Optimum design has been studied for the last several decades and is being studied. in this study, an optimum algorithm which is based on the genetic algorithm has been applied to the multi-object problem to obtain the optimum solutions which minimizes structural weight and construction cost of panel blocks in ship structures at the same time. Mathematical problems are dealt at first to justify the reliability of the present optimum algorithm. And then the present method has been applied to the panel block model which can be found in ship structures. From the present findings it has been seen that the present optimum algorithm can reasonably give the optimum design results.

적층 복합재 팬-블레이드의 적층각도 최적화 설계 (Design of optimal fiber angles in the laminated composite fan blades)

  • 정재연;조영수;하성규
    • 대한기계학회논문집A
    • /
    • 제21권11호
    • /
    • pp.1765-1772
    • /
    • 1997
  • The layered composites have a character to change of structure stiffness with respect to the layup angles. The deformations in the fan-blades to be initially designed by considering efficiency and noise, etc., which arise due to the pressure during the fan operation, can make the fan inefficient. Thus, so as to minimize the deformations of the blades, it is needed to increase the stiffness of the blades. An investigation has been performed to develop the three dimensional layered composite shell element with the drilling degree of freedom and the optimization module for finding optimal layup angles with sensitivity analysis. And then they have been verified. In this study, the analysis model is engine cooling fan of automobile. In order to analyzes the stiffness of the composite fan blades, finite element analysis is performed. In addition, it is linked with optimal design process, and then the optimal angles that can maximize the stiffness of the blades are found. In the optimal design process, the deformations of the blades are considered as multiobjective functions, and this results minimum bending and twisting simultaneously.

다단계 최적화 기법을 이용한 치과용 골내 임플란트의 형상 최적 설계 (Optimum Design of Endosseous Implant in Dentistry by Multilevel Optimization Method)

  • 한중석;서기열;최주호
    • 대한기계학회논문집A
    • /
    • 제27권1호
    • /
    • pp.144-151
    • /
    • 2003
  • In this paper, an optimum design problem for endosseous implant in dentistry is studied to find best implant design. An optimum design problem is formulated to reduce stresses arising at the cortical as well as cancellous bones, in which sufficient design parameters are chosen fur design definition that encompasses major implants in popular use. Optimization at once (OAO) with the large number of design variables, however, causes too costly solution or even failure to converge. A concept of multilevel optimization (MLO) is employed to this end, which is to group the design variables of similar nature, solve the sub-problem of smaller size fur each group in sequence, and this is iterated until convergence. Each sub-problem is solved based on the response surface method (RSM) due to its efficiency for small sized problem. Favorable solution is obtained by the MLO, which is compared to both solutions made by RSM and sequential quadratic programming (SQP) in the OAO problem.

균일 분포 횡하중 및 축하중을 받는 격자형 구조물의 최적 소성설계법 (Optimum Plastic Design Method of Grillages under Uniformly Distributed Lateral Loads and Axial Forces)

  • 정태준;김기성;박영호
    • 대한조선학회논문집
    • /
    • 제33권2호
    • /
    • pp.56-64
    • /
    • 1996
  • 균일 분포 횡하중이 작용하는 격자형 구조물의 극한 해석법의 개발에 대한 이전의 연구(참고문헌 1과 5)를 검증해 보았고, 붕괴 이론에 있어서 면내력의 영향을 고찰 하였다. 논문의 주된 내용은 최소 중량과 최소 비용을 갖는 격자형 구조물의 최적설계법을 개발하였고, Pareto 해석법을 적용하여 다목적 함수를 갖는 구조물에서 최적 절충해를 구하는 최적화 기법을 소개하였다.

  • PDF