• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2006.06a
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• pp.281-286
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• 2006

본 연구의 목적은 차세대 대체에너지로 각광받는 풍력발전 중에서 육상발전보다 여러 가지 이점이 있는 한국형 해상풍력터빈 블레이드의 최적형상설계를 위한 알고리즘을 구현하는 것이다. 블레이드 단면 익형의 양력과 항력 분포는 XFOIL을 이용하여 예측하였다. 첫 번째 수준의 설계변수인 각각의 블레이드 지름과 축 회전수에서 익형의 공력변수들과 최소에너지손실 조건을 이용하여 두 번째 설계변수인 각 블레이드 단면에서의 시위길이와 피치각 분포를 최적화하였다. 그리고 성능결과를 바탕으로 반응면을 구성하고, 확률적 방법을 이용하여 타당성 있는 설계공간까지 첫 번째 설계변수를 이동시키고 구배최적화 기법을 통해 각각의 제약함수를 만족하면서 목적함수를 죄대로 하는 최적블레이드 형상을 구현하였다. 설계된 최적형상에 대해 탈설계점 해석을 수행하여 성능을 구하였다.

• Computational Structural Engineering
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• v.11 no.4
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• pp.267-274
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• 1998

본 연구에서는 기지개와 미시구멍으로 구성된 복합재료에 입자보강 복합재료의 등가 재료상수 예측기법인 평균장 근사이론과 등가원리를 적용하여 위상 최적화에 필요한 등가 재료상수와 설계변수와의 상관관계식을 유도하였다. 또한, 유도된 관계식에 중간값을 갖는 설계변수의 수를 줄이기 위하여 벌칙인자를 도입하였다. 그리고 본 연구의 타당성을 검증하기 위하여 벌칙인자가 도입된 위상 최적화문제를 순차이차계획법인 PLBA 알고리즘을 이용하여 해석하였다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.33 no.4
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• pp.217-224
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• 2020

In this study, a framework for optimizing the opening in an outrigger wall is proposed. To solve a constrained bounded optimization problem, an in-house finite element program and SQP algorithm in Python SciPy library are utilized. The openings of the outrigger wall are located according to the strut-tie behavior of the outrigger wall deep beam. A linear interpolation method is used to obtain differentiable continuous functions required for optimization, whereas a database is used for the efficiency of the optimization program. By comparing the result of the two-variable optimization through the moving path of the search algorithm, it is confirmed that the algorithm efficiently determines the optimized result. When the size of each opening is set to individual variables rather than the same width of all openings, the value of the objective function is minimized to obtain better optimization results. It was confirmed that the optimization time can be effectively reduced when using the database in the optimization process.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.12 no.2
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• pp.141-148
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• 1999

변위 근거 유한요소해석을 사용하는 대부분의 위상 최적화 기법은 요소의 안정성 부족으로 인하여 체스판 무늬가 주기적 형태로 반복하여 설계영역 내부에 나타난다. 본 연구에서는 선형요소를 이용하면서 최적화 알고리즘의 안정성에 영향을 주지 않고 간단하게 모든 최적화 알고리즘에 이용 가능한 체스판무늬 형성 방지책을 개발하였다. 본 연구의 체스판무늬 형성 방치책에서는 먼저 각 선형요소를 구성하는 절점들의 부치분율을 설계변수로 선정하고, 요소내부의 부피분율을 설계변수로 표현하기 위한 선형 보간함수로 선형요소들의 형상함수를 선정하였다. 그리고, 설계변수와 등가 재료상수와의 상관 관계식은 평균장 근사이론을 이용하여 균질화된 재료에 벌칙인자가 도입된 관계식을 이용하였다. 또한, 본 연구에서는 순차이차계획법인 PLBA 알고리즘을 이용하여 위상 최적화문제를 해석하였다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.17 no.1
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• pp.31-38
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• 2004

Mechanical design process is generally accomplished by design, analysis, and test. Designers use programs fitting purpose, and obtain repeatedly a response of a simulation program, a sub-program for optimization. In this paper, shape optimization using approximate optimization technique is carried out with sequential design domain(SDD). In addition, algorithm executing Pro/Engineer and ANSYS automatically are adopted in the approximate optimization program by SDD. It is difficult for design problem to be approximated accurately for the whole range of design space. However, more or less accurate approximation is constructed if SDD is applied to that case. SDD starts with a certain range which is off-seted from midpoint of an initial design domain and then SDD of the next step is determined by a move limited. Convergence criterion is defined such that optimal point must be located within SDD during the two steps. Also, the PLBA(Pshenichny-Lim-Belegundu-Arora) algorithm is used to solve approximate optimization problems. This algorithm uses the second-order information and the active set strategy, in order to seek the direction of design variables.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2003.04a
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• pp.451-455
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• 2003

Major concern in modern industry is how to reduce the time and cost for product efficient production. Among many mechanical parts of a satellite, bracket plays an important role to support the load when the satellite is launched to space. so enough strength and stiffness. A designer could add unnecessary material and strength it so as not to fail when it used. But if mechanical part of satellite is over-designed, cost will rise and it also goes against to the aim of lightness. To achieve lightness and enough strength and stiffness, optimization algorithm should be introduced in design process. In this study, conceptual design of bracket is carried out to increase the performance of satellite. Some parameter which could change the weight of this part are selected as design variables. Total weight of bracket is to be minimized while displacement and stress should not exceed limit. Size optimization is done with 3D solid element and PLBA, the RQP algorithm. The weight of 0.262kg of initial model is reduced to 0.241kg after optimization process, so 9.8% of weight reduction is obtained.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.14 no.2
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• pp.135-141
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• 2001

차량 충돌시 자동차의 시트는 승객 및 운전자를 보호해야 한다. 따라서 자동차시트는 충분한 강도를 가져야 하며 이것은 여러 가지 법규에 의해서 제재되고 있다. 물리적 실험 결과가 법규에 정한 규정치를 만족시키기 위해 과대설계 될 수 있다. 그러나 이것은 연비를 줄이기 위한 경량화의 만족이라는 설계요구에 상충한다. 본 논문에서는 헤드레스트 강도시험을 시뮬레이션하고 과대 설계되어 있다고 판단되는 어퍼암을 최적화 모델로 최적설계를 수행하였다. 순차 이차 계획법인 PLBA 알고리즘과 민감도 해석을 위하여 직접근사해석법을 사용하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.06a
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• pp.47-50
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• 2005

본 연구의 목적은 차세대 대체에너지로 각광받는 풍력발전 중에서 육상발전보다 여러 가지 이점이 있는 해상에서의 한국형 풍력터빈 블레이드의 최적 형상을 위 한 알고리즘을 구현하는 것이다. 풍력터빈 블레이드에서 깃익형의 공기 역학적 특성은 매우 중요한 사항이다. 이를 위해서 익형 성능예측에 층류에서 난류로의 천이과정을 포함하는 XFOIL을 이용하여 블레이드 익형 단면의 양력과 항력 분포를 해석하였다. 첫 번째 수준의 설계변수는 운용범위내의 바람의 속도와 블레이드 지름, 축 회전수이며, 각 단면에서의 비틀림각과 시위길이는 두 번째 수준의 설계 변수이다. 운용범위 내의 각 설계점에서 익형의 공력 변수들과 최소에 너지손실 조건을 이용하여 시위길이와 피치각 분포를 최적화하였다. 각각의 설계점에서 결과를 바탕으로 풍력발전의 설계 운용범위에서 반응면을 구성하고 구배최적화 기법을 통해 요구동력의 제약함수를 만족하고 효율을 최대로 하는 블레이드 형상을 구현하였다. 최적형상에 대해 탈설계점 해석을 수행하여 그 성능을 구하였다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.17 no.3
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• pp.241-249
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• 2004

There is an over head hoist transporter(OHT) by the system for delivering the wafer in semiconductor processing. The transfer system consist of carrier, vehicle, rail and support. The Tail supporting the wafer and the transfer system should maintain enough strength and stiffness. To achieve lightness and enough strength and stiffness, optimization algorithm should be introduced in design process. In this study, two kinds of section shapes as L-type, C-type is carried out the structure analysis and optimization. Total weight of rail is to be minimized while displacement should not exceed limit. To improve the initial model, topology optimization is done by the plain problem. Size optimization is done with 3D solid element and PLBA algorithm, the RQP algorithm. The weight of optimum model as L-type, C-type is decreased by 2.3%, 10% respectively. It is improved better than the initial model in the strength and stiffness of the structure.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.15 no.1
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• pp.155-164
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• 2002

The journal bearings use in machine parts which move relative to each other and those reduce friction and wear of journals. The journal bearings are designed to operate in the hydyodynamic lubrication regime, but elastohydrodynamic lubrication nay occur if the pressures are too high or the running speeds are too low at machine elements. It is the phenomenon that the lubricant film is broken and some parts of surfaces are in rolling contact, so that wear will increase in mixed lubrication regime. The purpose of this study is to minimize the wear rate of journal bearings for extending machine life. The wear mate in mixed lubricated regime is selected as objective function because most of wear of the journal bearings develops in elastohydrodynamic lubrication. The journal bearings we represented by a bearing radius, shaft radius, and bearing width, but the bearing radius only is selected as design variables due to a bearing radius has an influence on friction loss, stability limit velocity, and film parameter, which are used as constraints. For numerical calculation, PLBA, that is a class of the RQP algorithm, is used.