• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
• /
• 2009.04a
• /
• pp.412-415
• /
• 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 KSME
• /
• v.25 no.1
• /
• pp.2-8
• /
• 1985

기계설계의 초보자들은 가장 단순한 설계문제에 부딪치더라도 해답을 제시할 수 있는 형이나 모델의 부족 때문에, 만일 확고한 방안이나 방침이 주어지지 않는다면 끝없는 시행착오로 인해 설계방법을 잃어버리게 됨을, 설계를 처음 시작한 사람은 잘 알고 있다. 따라서 본 해설은 이 러한 점을 지양시키기 위해, 특히 기계설계에 있어 해석적인 방법이 없이 오직 경험에 의해 결 정되며 계산의 최종단계인 형상설정을, 숙련된 기계설계자는 물론 초보자도 신속하고 용이하게 처리할 수 있는 방안 및 지침서를 제공하고져 기술되었다. 또, 체계적이고 일발적인 형상결정 지침서를 기초로 하여 경험 및 불확정에 의존한 형상결정을 지양시킴은 물론, 기계설계의 형상 결정 단계에서 절대 필요한 창조능력 및 개발능력을 배양 시키는 데에 본 형상결정 지침서를 활용할 수 있겠다.

• Journal of the KSME
• /
• v.24 no.6
• /
• pp.437-445
• /
• 1984

우리나라의 기계설계가 낙후된 것은, 기계설계 역사가 짧아 숙련된 기계설계자가 너무나 적음은 물론이고, 무엇보다도 형상결정에 대한 이렇다할 서적이나 지침서가 뚜렷이 없어, 최종결정을 못 내리기 때문에, 막대한 대가를 지불하고 외국설계도면에 거의 전부가 의존해 왔기 때문이기도 하다. 따라서 본 해설에서는 해석적방법이 어려운 형상의 결정을 주요 요인에 따라 분류하고 체계적으로 정리하여, 기계설계에서 일반적으로 적용될 수 있는 기본 또는 공통원칙이나, 원리를 제시하므로서, 기계설계에 있어서, 숙련된 기계설계자는 물론이고 초보자도 어려움없이 신속하게 형상을 결정할 수 있도록, 체계적이고 집적된 형상결정 방안 및 지침서에 대해 중점적으로 기 술하려고 한다.

• Computational Structural Engineering
• /
• v.7 no.3
• /
• pp.16-23
• /
• 1994

본 고에서는 형상최적설계에 대한 기초이론이 소개되었다. 재료도함수와 변분법 및 보조변수법에 기초한 형상설계민감도해석 절차는 까다로우며 함수론 등 많은 수학적인 배경을 필요로 한다. 설계민감도가 구해지면 이 정보를 필요로 하는 최적화 알고리즘을 사용하여 형상에 대한 최적해를 구할 수 있으며 그 과정은 재래식 최적설계시와 같다. 구조물 형상최적설게에 있어 형상(영역)변화의 효과는 대부분 경계에서 수직이동의 형태로 나타난다. 따라서 경계면에서 변위나 응력값 등에 대한 정확한 수치해는 성공적인 형상최적화의 중요한 관건이 된다. 따라서 구조해석을 위한 정확한 유한요소해석방법과 형상함수 그리고 경계를 나타내는 적절한 함수들을 지속적으로 개선할 필요가 있다. 반복설계과정 중에서 영역과 경계가 계속 바뀌므로 설계민감도 수치해의 정확도를 높이기 위해 경계요소법과 유한요소법에 기초를 둔 영역법 등을 사용하기도 한다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
• /
• 2001.05a
• /
• pp.87-90
• /
• 2001

본 논문은 사출성형제품의 게이트 설계를 합리적으로 수행하기 위해 사출금형설계전문가의 축적된 지식과 경험을 발췌ㆍ정리하여 지식베이스를 작성하였으며, 설계에 필요한 제품의 형상정보를 제공하기 위해 총칭형상과 특징형상 개념을 이용하여 특징형상을 정의하였다. 또한 지식베이스를 통해 산출된 설계결과를 기하학적 모델러와의 인터페이스를 통해 3차원 형상으로 보여지도록 하였으며, 최종 생성된 3차원 기하학적 형상정보는 CAE 모듈이나 CAPP 모듈에서의 후속작업을 위해 제공될 수 있도록 구축되었다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
• /
• 2001.05a
• /
• pp.249-252
• /
• 2001

본 논문은 사출성형제품의 런너시스템 설계를 합리적으로 수행하기 위해 사출금형설계전문가의 축적된 지식과 경험을 발췌ㆍ정리하여 지식베이스를 작성하였으며, 설계에 필요한 제품의 형상정보를 제공하기 위해 총칭형상과 특징형상 개념을 이용하여 특징형상을 정의하였다. 또한 지식베이스를 통해 산출된 설계결과를 기하학적 모델러와의 인터페이스를 통해 3차원 형상으로 보여지도록 하였으며, 최종 생성된 3차원 기하학적 형상정보는 CAE 모듈이나 CAPP 모듈에서의 후속작업을 위해 제공될 수 있도록 구축되었다.

• New & Renewable Energy
• /
• v.3 no.3
• /
• pp.63-71
• /
• 2007

본 연구의 목적은 3차원 풍력터빈 블레이드 최적형상설계를 위한 실용적이고 효율적인 설계과정을 구현하는 것이다. 국내 연안의 해상풍력에 적용하기 위해서 통계적 모델을 이용하여 풍황자료를 분석하였다. 설계에 관련된 많은 수의 설계변수를 효과적으로 관리하기 위해서 설계과정은 운용조건 최적화와 블레이드 형상설계의 2단계로 구성하였다. 실험계획법에 의해 추출된 각 운용조건 설계점은 형상설계를 위한 입력 값으로 제공된다. 형상설계 단계에서는 최소에너지손실 조건과 결합된 BEMT를 이용하여 각 블레이드 단면에서의 시위길이와 피치각 분포를 최적화하였다. 블레이드 단면 익형은 NREL S830을 이용하였고, 익형의 공력성능은 XFOIL을 이용하여 예측하였다. 설계된 블레이드 형상의 성능해석을 수행하고 그 결과를 바탕으로 반응면을 구성하였다. 좀 더 나은 성능을 가진 블레이드 형상을 찾기 위해서 초기설계공간에서 확률적 방법을 이용하여 타당성 있는 설계공간까지 운용조건 설계변수를 이동시키고 구배최적화 기법을 통해 각각의 제약함수를 만족하면서 연간에너지생산량을 최대로 하는 최적블레이드 형상을 구현하였다. 제시된 최적설계과정은 풍력터빈블레이드 개발에 실용적이고 신뢰성 있는 설계툴로서 사용이 가능하다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2007.06a
• /
• pp.432-436
• /
• 2007

본 연구의 목적은 3차원 풍력터빈 블레이드 최적형상설계를 위한 실용적이고 효율적인 설계 과정을 구현하는 것이다. 국내 연안의 해상풍력에 적용하기 위해서 통계적 모델을 이용하여 풍황 자료를 분석하였다. 설계에 관련된 많은 수의 설계변수를 효과적으로 관리하기 위해서 설계과정은 운용조건 최적화와 블레이드 형상설계의 2단계로 구성하였다. 실험계획법에 의해 추출된 각 운용조건점은 형상설계를 위한 입력값으로 제공된다. 형상설계 단계에서는 최소에너지손실 조건과 결합된 BEMT를 이용하여 각 블레이드 단면에서의 시위길이와 피치각 분포를 최적화하였다. 블레이드 단면 익형은 NREL S830을 이용하였고, 익형의 공력성능은 XFOIL을 이용하여 예측하였다. 설계된 블레이드 형상의 성능해석을 수행하고 그 결과를 바탕으로 반응면을 구성하였다. 좀 더 나은 성능을 가진 블레이드 형상을 찾기 위해서 초기설계공간에서 확률적 방법을 이용하여 타당성 있는 설계공간까지 운용조건 설계변수를 이동시키고 구배최적화 기법을 통해 각각의 제약함수를 만족하면서 연평균발생에너지를 최대로 하는 최적블레이드 형상을 구현하였다. 제시된 최적설계과정은 풍력터빈블레이드 개발에 실용적이고 신뢰성 있는 설계툴로서 사용이 가능하다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
• /
• v.14 no.2
• /
• pp.159-171
• /
• 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 of Precision Engineering Conference
• /
• 1992.10a
• /
• pp.63-67
• /
• 1992

본 논문은 프레스나 해머로 생산되는 리브/웨브 형태를 갖는 축대칭 부품에 대한 블로커설계 자동화시스템의 개발에 관하여 설명한 다. 플레시를 갖는 밀폐형단조 공정에서 블로커 형상의 설계는 매우 중요하다. 일반적으로 단조공정에서 부품의 형상은 대부분 3차 원 형상이다. 그러나 복잡한 3차원 형상의 부품을 그대로 고려하여 설계한다는 것은 어려움이 많고 실용적이지도 못하다. 따라서 블로커를 설계할 때 부품을 단면으로 도려함으로서 설계작업을 단순화시킬 수 있다. 본 논문에서는 축대칭 형태의 부품만을 고려하였다. 한 부품단면은 리브나 웨브와 같은 부분단면들로 분할할 수 있으며, 이 부분단면들에 대하여 설계규칙과 데이타베이스를 적용함으로서 블로커형상을 설계할 수 있다. 부품단면의 형상을 분할하여 시스템 내에 인식시키기 위하여 단면을 도면요소표현, 좌표 및 반경표현 그리고 속성표현으로 나타냈으며 여기에 단면의 도면요소표현은 부품의 체적, 단면적, 원주길이 및 반단면의 질량중심을 계산하는데 쉽게 이용될 수 있다. 그리고 좌표 및 반경표현은 경사각, 코너반경과 필렛반경을 수정하는데 그리고 속성표현은 리브와 웨브의 형태와 특성을 고려하여 블로커를 설계하는데 이용될 수 있다.