• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.709-712
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• 2010

본 논문은 개미군락최적화 알고리즘을 이용한 트러스 구조물의 설계최적화에 대한 이론적 배경과 수치해석 결과를 기술하였다. 트러스의 설계최적화를 수행하기 위하여 구조물의 중량을 최소화하는 것을 목적 함수로 하고 구조물에서 발생하는 응력과 변위의 허용치를 초과하지 않는 것을 구속조건으로 이용하였다. 본 연구에서는 개미군락알고리즘을 구조물의 최적화에 적용하기 위하여 외판원문제(travelling salesman problem: TSP)를 재 정의하는 방법을 사용하였으며 최대-최소개미시스템(max-min ant system)을 도입하여 트러스 구조물의 최적설계를 수행하였다. 이때 이산화 된 설계변수를 사용하였으며 구속조건을 처리하기 위해서 벌점함수를 사용하였다. 본 연구를 통하여 개미군락최적화 알고리즘은 구조최적화에 그 적용 가능성이 높았으며 전통적인 최적검색 기법의 새로운 대안으로 이용될 수 있는 것으로 나타났다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.720-722
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• 2004

본 논문은 철도청 사령실 통합 신호설비 구축사업에 적용할 열차 경합의 해소기법 중 열차지연시간의 수치화 기법에 대한 방안을 제시하고자 한다. 열차경합의 검지 및 해소는 열차운행의 정시성을 유지하기 위하여 매우 중요한 기능이지만 현재까지 자동화되지 못하고 지역본부별로 하나의 이벤트에 대하여 해당열차만을 고려하는 수작업의 형태로 경합해소를 수행해오고 있다. 따라서 이러한 문제를 해결하고 철도 시스템을 전역적으로 고려할 수 있는 기법이 요구된다. 이러한 시스템에서 열차의 지연에 따른 우선순위를 수치적으로 표현할 수 있는 방안이 요구된다. 본 논문에서는 열차 지연을 수치화하여 경합에 대한 최적의 대안을 제시하는 기법을 제안한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권6호통권67호
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• pp.603-610
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• 2003

본 논문에서는 공액보이론을 이용한 교량의 손상추정 기법을 제시하였다. 정적처짐과 강성과의 관계식으로부터 최적화기법을 도입하여 손상 위치 및 정도을 추정하였다. 제안된 기법의 타당성 검정을 위하여 수치모형을 통한 손상도 추정을 수행하였으며, 일반적으로 손상추 정결과의 정확도를 감소시키는 노이즈의 영향을 분석하기 위하여 정적응답자료에 백색잡음을 추가하여 손상도 평가를 수행하였다. 또한, 개발된 기법의 현장적용성을 검토하기 위하여 실내실험을 실시하고, 실험데이터를 이용하여 손상도 추정을 수행하였다 또한, 손상의 정도 및 손상 폭이 손상 추정결과에 미치는 영향을 검토하기 위하여 다양한 손상 폭을 갖는 경우에 대하여 손상을 추정하였으며, 이들 결과를 바탕으로 제시된 기법의 적용성과 한계에 대하여 기술하였다

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.259-265
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• 2009

본 연구 논문에서는 요소 연결 매개법(Element Connectivity Parameterization Method)을 이용하여 선형 구조물의 동적 컴플라이언스(Dynamic compliance)를 최소화하는 위상을 설계하는 기법을 연구한다. 기존의 밀도를 기반으로 한 위상최적화기법은 각 유한 요소의 탄성계수를 각 요소에 정의되어 있는 설계변수(Design Variable)를 이용하여 위상최적화를 수행한다. 이 방법은 현재까지 많은 선형구조문제에 적용되었지만 비선형 문제와 멀티피직스 시스템에서 수치적인 문제점이 보고되었다. 이런 문제점을 근본적으로 해결하기 위하여 최근에 요소 연결 매개법(Element Connectivity Parameterization Method)이란 새로운 최적화 기법이 개발되었다. 이 새로운 설계 방법은 요소의 강성을 설계하는 것이 아니라 요소의 연결성을 설계하는 기법으로 이를 이용하여 비선형 구조물이나 멀티피직스 시스템의 위상최적화를 효과적으로 수행할 수 있다. 하지만, 아직까지 질량 행렬의 정의에 대한 모호함으로 인하여 동적인 구조물의 최적화에 대한 연구가 많이 이루어지지 않았다. 이런 문제점을 해결하기 위하여 요소 연결 매개법에서 질량행렬을 정의하는 방법을 연구하며, 이를 이용하여 선형 구조물의 동적 컴플라이언스(Dynamic Compliance)를 고려한 위상최적화 문제에 적용하여 제안된 방법을 검증하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.35-42
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• 1990

구조물의 손상도를 Inverse Modal Perturbation 기법을 이용하여 추정하는 방법에 대하여 연구하였다. 손상된 구조물에 대하여 측정된, 제한된 수위 고유진동수와 고유진동모우드로 이루어진 Perturbation 식에 최적화기법을 적용하여, 손상된 구조물의 부재강성의 감소량을 추정하였다. 예제해석은 기둥모형과 트러스구조의 여러 가지 경우에 대하여 수행하였는데, 가정한 손상도에 따른 자유진동특성의 변화량을 바탕으로 측정한 손상도를 가정한 값과 비교하는 수치모의 실험방법을 통하여 본 기법의 효율성을 입증하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.1-13
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• 2010

본 논문에서는 비선형 지진격리교량의 최적 설계 방법을 제시하였다. 최적설계를 위한 목적함수로는 교각과 지진격리장치의 파괴확률을 고려하였으며, 상충하는 두 목적함수를 동시에 최적화하는 다수의 해를 효율적으로 검색하고자 유전자 알고리즘에 기반한 다목적 최적화기법을 도입하였다. 또한, 최적화 과정에서 요구되는 다수의 비선형 시간이력해석을 수행하지 않고도 교량의 확률적 응답을 효율적으로 예측할 수 있는 추계학적 선형화 방법을 접목하였다. 제시하는 방법의 효율성을 검증하기 위한 수치 예로서 실제 교량인 남한강교를 고려하였고, 제안하는 방법과 기존 비선형 시간이력해석을 이용한 생애주기비용 기반 설계법을 각각 적용하여 내진성능을 비교하였다. 내진성능을 비교한 결과, 제시하는 방법이 기존의 비용에 기반한 최적설계보다 우수한 성능 및 경제성을 보임을 검증하였다. 또한, 다양한 지진하중에 대해서도 제안된 방법이 보다 개선된 성능을 보임을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권1호
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• pp.42-48
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• 2006

연구에서는 다분야 통합 최적설계를 위한 시스템 근사화 기법으로 RRSET (Repetitive Response Surface Enhancement Technique)를 제안하였다. 2차 다항식만으로는 어려운 반응면의 표현을 위해 RRSET는 설계공간을 변형할 수 있는 스트레칭 함수를 도입하고 전역 최적화 알고리즘인 담금질 모사기법을 이용하여 반응면을 최적화 하였다. 도출된 최적점은 반복적으로 다음 순기의 반응면의 구성에 이용하여 반응면의 신뢰도를 더욱 높일 수 있었다. 제안된 기법을 수치예제 등에 적용한 결과, 비교적 적은 수의 실험 회수로 비선형적인 반응면을 잘 표현하고 최적 설계점을 도출해낼 수 있음이 확인되었다. 정밀한 근사화 기법의 중요성이 강화되고 있는 현재, 본 연구에서 제시된 근사화 기법은 차후의 연구에서 다분야 통합 최적화 기법에의 적용이 가능하리라 사료된다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2017년도 추계학술대회
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• pp.71-72
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• 2017

본 논문에서는 비선형 최적화 기법을 이용하여 자기 포화(magnetic saturation) 및 교차 결합 현상(cross-coupling effect)을 고려한 매입형 영구자석 전동기(IPMSM)의 실시간 MTPA 제어 방법을 제안한다. 이는 토크 지령 추종과 최소 동손 운전을 만족하는 제한 최적화(constraint optimization) 문제로 접근할 수 있다. 이를 통해 유도한 연립 비선형 방정식의 경우, Levenberg-Marquardt 수치 해석법을 적용하여 안정적이면서 빠르게 해를 구할 수 있다. 이러한 방법을 이용하면 참조표(look-up table) 없이 운전 환경의 실시간 변동을 고려한 효율적인 MTPA 운전이 가능하다. 시뮬레이션을 통해 제안된 알고리즘의 전류 해가 최적 운전점과 일치함을 확인하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제12권4호
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• pp.131-144
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• 1996

연약지반의 압밀침하속도를 증가시키고, 요구되는 전단강대를 얻기 위하여 연직배수재가 병행된 선행압밀하중공법이 널리 사용된다. 그러나 배수재가 설치된 연약지반의 압밀거동을 해석하기 위하여 아무리 정교한 수치해석기법을 사용하더라도 지반정수,수치모델링 및 계측시스템 등과 관련된 불확실성 때문에 실제 현장에서 관측되는 거동은 설계단계에서 예측된 거동과 종종 다르다. 본 연구에서는 simplex 방법 및 BFGS 방법의 역해석 기법을 축대칭 비선형 압밀해석 프로그램인 AXICON에 적용하였다. AXICON은 배수재가 설치된 연약지반의 압밀과정동안에 발생하는 압축성과 투수계수의 변화를 고려할 수 있는 유한차분해석 프로그램이다. 배수재가 설치된 연약지반의 압밀과정 초기 단계에서 계측된 거동을 바탕으로 본 프로그램에 적용된 역해석적 기법을 이용하여 압밀거동과 관련된 주요 설계변수를 최적화함으로써 장래의 압밀거동을 비교적 정확히 예측하는 것이 가능하다.

• 한국경영과학회:학술대회논문집
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• 대한산업공학회/한국경영과학회 2004년도 춘계공동학술대회 논문집
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• pp.111-114
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• 2004

기존의 도함수에 기초한 수치적 최적화 기법들(derivative-based optimization)은 비선형 최적화 문제를 풀기 위해 목적식의 1차 도함수의 정보를 이용하여 정류점(stable point)인 최적해를 찾아 나가는 방식을 취하고 있다. 그러나 이런 방법들은 목적식의 국부 최적해(local minimum)을 찾는 것은 보장하나, 전역 최적해(global minimum)를 찾는 데에는 실패할 경우가 많다. 국부 최적해와 전역 최적해는 모두 목적식의 1차 도함수가 '0'인 값을 가지는 특징이 있으므로, 국부 또는 전역 최적해를 구하는 구하는 과정은 목적식의 1차 도함수가 '0'인 해를 찾는 방정식 문제로 변환될 수 있다. 따라서 본 논문에서는 비선형 방정식의 해를 찾는데 좋은 성능을 보이는 Homotopy 방법을 이용하여 목적식의 1차 도함수에 관한 비선형 방정식을 풀고, 이를 통해 비선형 최적화 문제의 모든 국부 최적해를 찾아냄으로써 전역 최적화 문제를 해결하는 방법을 제안하고자 한다. 제안된 방법론을 다양한 전역 최적화 문제에 적용한 결과, 기존의 방법들에 비해 더 좋은 성능을 보임을 알 수 있었다.