• 융합정보논문지
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• 제11권1호
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• pp.109-117
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• 2021

본 논문에서는 해양자동채염기의 구조중량 최소화를 위해 구조설계에 대한 메타모델 기반 근사최적화를 수행하였다. 구조해석은 해양자동채염기의 초기설계에 대한 강도성능을 평가하기 위해 유한요소법을 이용하여 수행하였다. 구조해석에서는 설계하중조건에 대한 강도성능을 평가하였다. 최적설계문제는 강도성능 제한조건을 만족하면서 중량을 최소화할 수 있는 구조두께의 설계변수를 결정하도록 정식화하였다. 근사최적화에는 반응표면법, 크리깅 모델 및 체비쇼프 직교 다항식의 메타모델을 사용하였다. 수치계산 특성을 검토하기 위해 근사최적화 결과는 비근사최적화 결과와 비교하였다. 근사최적화에 사용된 메타모델 중 체비쇼프 직교 다항식이 해양자동채염기의 구조설계에 가장 적합한 최적설계 결과를 나타내었다.

• 융합정보논문지
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• 제10권7호
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• pp.138-146
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• 2020

본 논문은 다양한 설계하중조건 상태에서 자동채염기 구조설계의 성능분석과 개선을 위해 실험계획법을 이용한 설계민감도 평가와 대리모델의 특성에 대한 비교연구를 수행하였다. 실험계획법은 수치해석 기반의 직교배열설계 방법을 이용하였다. 설계인자는 주요 구조부재의 두께치수 변수를 고려하였고, 응답치는 중량과 강도성능을 선정하였다. 직교배열실험을 통해 설계인자 별 응답치에 대한 정량적인 영향도를 분석하였다. 또한 최소의 중량증감으로 구조성능을 개선할 수 있는 최적의 설계조건을 탐색하였다. 직교배열실험 결과를 이용하여 반응표면모델, 크리깅모델, 그리고 체비쇼프 직교 다항식과 같은 다양한 대리모델을 생성하였다. 대리모델의 결과를 통해 직교배열실험 결과의 타당성을 검증하였다. 자동채염기 구조설계 공간 탐색에는 반응표면모델이 가장 적합한 대리모델로 평가되었다.

• 한국융합학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.187-196
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• 2021

본 연구에서는 해양플랜트의 플로트오버 설치 작업을 위해 개발된 능동형 갑판지지 프레임(Deck support frame, DSF)의 구조설계에 대해 직교배열실험 방법을 이용한 민감도해석과 다양한 근사모델의 적용에 따른 설계공간의 근사화 특성에 관한 비교연구를 수행하였다. 본 연구의 목적은 효율적인 최적설계안 탐색과 높은 정확도의 근사모델을 생성할 수 있는 직교배열실험 기반의 설계 방법론을 제안하는 것이다. 설계인자는 주요 구조부재의 두께 치수를 적용하였고, 응답함수는 중량과 강도성능을 선정하였다. 직교배열실험을 이용하여 설계인자 별 응답함수에 대해 정량적인 영향도가 분석되었고, 최소중량설계를 실현할 수 있는 최상 설계조건이 탐색되었다. 직교배열실험 결과로부터 반응표면 모델, 크리깅 모델, 체비쇼프 직교 다항식 모델, 그리고 방사기저함수 신경망 모델과 같은 다양한 근사모델이 생성되었다. 근사모델의 결과를 통해 직교배열실험 결과의 타당성을 검증하였으며, 능동형 DSF의 설계공간에 대해 방사기저함수 신경망 모델이 가장 높은 정확도로 근사화할 수 있는 것으로 나타났다.