• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2009.04a
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• pp.131-134
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• 2009

Krylov 부공간 모델차수축소법은 초기 유한요소모델과 축소모델의 전달함수의 계수인 모멘트를 일치시키는 방법을 이용하는 축소기법으로 이미 대형 유한요소모델의 주파수응답 해석의 효율적인 계산에 많이 사용되고 있는 방법 중의 하나이다. 본 논문에서는 Krylov 부공간 축소기법을 이용한 관심 주파수영역에 대한 주파수응답 해석 및 이를 통하여 계산된 주파수응답의 여러 가지 설계변수에 대한 설계민감도 해석방법을 제안하였다. 일반적으로 구조물의 주파수응답을 고려한 최적설계를 위해서는 설계변수에 대한 관심 주파수영역에서의 주파수응답 및 그의 민감도 정보가 요구되므로, 고려하는 유한요소모델이 대형일 경우에 관심 주파수영역에서의 반복적인 해석으로 인한 계산비용의 문제가 대두된다. 본 논문에서는 축소모델을 이용하여 주파수응답과 주파수응답의 설계민감도 해석을 수행하여 계산의 효율성을 극대화하였다. 민감도 계산에는 시간측면과 구현의 용이성 측면에서 장점이 있는 준해석적 방법을 이용하였다. 수치 예제를 통하여 축소기법을 이용한 주파수응답의 설계민감도 해석 결과를 유한차분법에 근거한 민감도 결과와 비교하였다. 본 논문에서 제안된 방법을 이용하는 경우, 주파수응답을 고려한 최적설계를 계산비용 측면에서 매우 효율적으로 수행할 수 있을 것이다.

• Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.31 no.1
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• pp.22-25
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• 1994

종래의 재설계 방법으로는 시행착오 방법이 있다. (Fig. 1 참고). 이 방법은 설계자의 경험이나 직관 등에 의하여 설계를 변경한 후 다시 구조해석을 하여 재설계조건의 만족여부를 확인하는 방법이다. 이때 재설계조건을 만족하지 않을 경우 설계를 다시 바꾸고 구조해석으로 재설계조 건을 확인하여야 한다. 따라서 이 방법은 비효율적이고 설계조건에 쉽게 맞추기도 어렵다. 이러한 단점을 보완한 새로운 재설계방법으로 민감도 해석(Sensitivity Analysis)과 섭동법(Perturbation )에 의한 방법이 있다. 민감도 해석은 설계조건을 설계변수의 민감도로 나타내는 방법이고 섭동 법은 설계조건을 설계변수들의 함수로 나타내는 방법이다. 대형구조물의 구조해석과 구조설계 문제는 대부분 유한요소법에 의존한다. 따라서 이러한 대형구조물의 재설계 도구가 되기 위해서 쟤설계 프로그램은 유한요소해석 프로그램의 후처리 프로그램(Postprocessor)으로 개발되어야 한다. 이러한 전제조건 때문에 설계가 끝나고 유한요소해석을 행한 후 재설계를 하기 위해서 유한요소해석 모델을 사용하는 것이 바람직하다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2009.04a
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• pp.412-415
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• 2009

본 논문에서는 등기하 해석법을 이용하여 설계 의존형 하중조건을 갖는 구조물에 대한 형상 최적설계 를 수행하였다. 유한요소 기반 형상 최적설계는 설계영역 매개화에 어려움이 있으나 등기하 해석법은 NURBS 기저 함수와 조정점을 이용함으로써 기하학적 표현이 용이하다는 장점을 가지고 있다. 기하학적으로 정확한 모델은 응답 및 설계민감도 해석에 사용되며, 설계구배 기반의 최적화에 있어서 중요한 역할을 한다. 하중조건이 설계영역의 변화에 따라 변하는 최적설계 문제에서 경계에서 설계민감도가 부정확한 경우, 설계공간에서 최적설계가 균일한 수렴성을 갖기 어렵다. 즉 유한요소법을 이용한 형상 최적설계에서 설계 의존형 하중조건을 갖는 문제를 푸는 경우, 최적설계를 진행할 때 변하는 경계의 부정확성 때문에 정확한 설계민감도를 얻기가 어려운 점이 있다. 본 논문에서는, 엄밀한 기하형상을 표현하는 등기하 설계민감도를 활용한 형상 최적설계 기법이 설계 의존형 하중조건을 갖는 문제에서 좋은 결과를 제시함을 확인하였다.

• Journal of the Korea Society for Simulation
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• v.27 no.2
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• pp.11-24
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• 2018

The purpose of the present study is to develop an analysis model to analyze the design parameter sensitivity of a high-power drifter suitable for implementation in Korean hydraulic drills. This study aims to establish a basis for the optimization of the impact performance and stability of a high-power drifter by investigating the effects of each design parameter on the impact performance via design parameter sensitivity analysis. To begin, an analysis model of drifter dynamics is developed, and the reliability of the analysis model is verified by comparing the analysis results to the experimental results. The drifter is then redesigned for compatibility with Korean hydraulic drills. Finally, design parameter sensitivity analysis of the redesigned drifter is conducted to determine the effects of the design parameters on the impact performance, and to extract the high-sensitivity parameters. SimulationX, which is multi-physics analysis software, is used to develop the analysis model, and EasyDesign is employed for design parameter sensitivity analysis.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.14 no.2
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• pp.159-171
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• 2001

평면 아치 구조물에 대해 선형 탄성 변분방정식에 기반을 둔 설계민감도 해석을 위한 일반적 이론을 개발하였다. 아치 구조물내의 임의 마디에 정의된 응력범함수를 고려하였고 이에 대한 설계민감도 공식을 유도하기 위해 전미분(material derivative) 개념과 보조(adjoint) 변수 방법을 도입하였다. 얻어진 민감도 공식은 구조해석 결과를 얻고 나면 이들로부터 단순 대수연산을 통해 계산이 되므로 적용이 간편할 뿐 아니라 해의 정확도가 높은 잇점이 있다. 본 방법은 아치의 형상을 매개변수를 통해 표현하므로 얕은 아치에 국한하지 않고 어떠한 형상도 고려가 가능하며, 나아가서 아치의 형상변화를 형상에 대해 수직뿐 아니라 접선방향도 포함하여 일반적으로 고려하므로 다양한 형상설계가 가능하다. 몇 가지 예제에서 민감도 계산을 수행함으로써 본 방법의 정확도와 효율성을 입증하였으며, 두 가지의 설계최적화 문제를 대상으로 실제로 두께 및 형상최적설계를 수행하였다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1995.04a
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• pp.287-291
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• 1995

다구찌 방법을 이용하여 안정거울 시스템의 민감도 해석, 강건설계 및 공차설계를 행하였다. 민감도 해석을 통해 안정거울 시스템의 안정화 성능에 크게 영향을 미치는 7개의 중요한 설계변수를 도출하였다. $m_{M}$이 안정화 성능에 가장 크게 영향을 주므로 공차범위를 줄여야 한다. $m_{M}$, $m_{B}$, $K_{MB}$ , $p_{3}$, $b_{3}$는 공차범위가 크게 안정화 성능에 영향을 미치지 못함을 알 수 있다. 기타의 변수들은 각각 하한공차 및 상한공차로 주어진다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.35 no.2
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• pp.163-168
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• 2011

Robust optimization or reliability-based design optimization are some of the methodologies that are employed to take into account the uncertainties of a system at the design stage. For applying such methodologies to solve industrial problems, accurate and efficient methods for estimating statistical moments and failure probability are required, and further, the results of sensitivity analysis, which is needed for searching direction during the optimization process, should also be accurate. The aim of this study is to employ the function approximation moment method into the sensitivity analysis formulation, which is expressed as an integral form, to verify the accuracy of the sensitivity results, and to solve a typical problem of reliability-based design optimization. These results are compared with those of other moment methods, and the feasibility of the function approximation moment method is verified. The sensitivity analysis formula with integral form is the efficient formulation for evaluating sensitivity because any additional function calculation is not needed provided the failure probability or statistical moments are calculated.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1998.05b
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• pp.909-914
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• 1998

제어봉구동장치는 원자력발전소에서 사용되는 기기로서, 가늘고 긴 수직 외팔보의 형상을 하고 있어 지진과 같은 동적하중에 취약한 구조를 갖고 있다. 따라서 발전소가 건설되는 지반의 다양한 지진하중에 대한 동적해석이 중요한 설계요건으로 되어 있다. 본 논문에서는 제어봉구동장치의 고유진동수를 제어하기 위한 기초연구로써 제어봉구동장치의 설계변경이 동적특성에 미치는 영향, 즉 고유진동수에 대한 설계 민감도 해석을 수행하였다. 해석 방법으로는 유한요소 프로그램의 구조 해석 결과에 변분법을 이용한 설계 민감도법을 사용하였다. 해석 결과는 유한차분에의한 결과와 일치함을 보였고, 제어봉구동장치의 초기설계 단계에서 유용한 정보로 활용할 수 있음을 확인하였다. 또한 이러한 결과는 최적설계 프로그램등과 연계되어 구조물의 설계 개선에 많은 도움을 줄 것으로 판단된다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.20 no.3
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• pp.339-345
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• 2007

In this paper, a variational formulation for plane elasticity problems is derived based on an isogeometric approach. The isogeometric analysis is an emerging methodology such that the basis functions for response analysis are generated directly from NURBS (Non-Uniform Rational B-Splines) geometry. Furthermore, the solution space for the response analysis can be represented in terms of the same functions to represent the geometry, which enables to provide a precise construction method of finite element model to exactly represent geometry using B-spline base functions in CAD geometric modeling and analyze arbitrarily shaped structures without re-meshing. In this paper, a continuum-based adjoint sensitivity analysis method using the isogeometric approach is extensively derived for the plane elasticity problems. The conventional shape optimization using the finite element method has some difficulties in the parameterization of geometry In the isogeometric analysis, however, the geometric properties are already embedded in the B-spline basis functions and control points so that it has potential capability to overcome the aforementioned difficulties. Through some numerical examples, the developed isogeometric sensitivity analysis method is verified to show excellent agreement with finite difference sensitivity.

• Journal of Power System Engineering
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• v.9 no.4
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• pp.58-64
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• 2005

주파수 영역 민감도 해석법은 동적 시스템의 전달함수에 대한 설계 파라미터의 변화에 의한 효과를 파악하기 위해 사용되어 왔으며, 이때의 민감도 함수는 시스템 설계 파라미터에 대한 시스템 전달 함수의 편미분 값이다. 일반적으로 종래의 주파수 영역 민감도 해석은 직접 미분법이나 라플라스 변환이 사용되어 왔다. 라플라스 변환을 사용하는 경우에 시스템의 차수가 증가할수록 역행렬 조작은 매우 많은 시간을 필요로 하며 또한 어려운 작업이다. 본논문에서는 이러한 다점을 보완하기 위하여 푸리에변환을 이용한 민감도 기법을 제시하였다. 파라미터의 변화에 대한 진폭-주파수 특성의 민감도 해석을 간단한 2자유도 모델과 로터 다이나믹 시스템에 적용하였다.