Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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v.26
no.4
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pp.241-246
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2013
From the numerical results of density-based topology design optimization, a CAD geometric model is constructed and fabricated using 3D printer to experimentally validate the optimal design. In the process of topology design optimization, we often experience checkerboard phenomenon and complicated branches, which could result in the manufacturing difficulty of the obtained optimal design. Sensitivity filtering and morphology methods are used to resolve the aforementioned issues. Identical volume fraction is used in both numerical and experimental models for precise validation. Through the experimental comparison of stiffness in various designs including the optimal design, it turns out that the optimal design has the highest stiffness and the experimental result of compliance matches very well with the numerical one.
Journal of Korean Association for Spatial Structures
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v.5
no.4
s.18
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pp.53-59
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2005
This paper provides the results of the investigation on the optimum thickness distribution of plate structures with different essential boundary conditions. In this study, the strain energy to be minimized is considered as the objective function and the initial volume of structures is used as the constraint function. The computer-aided geometric design (CAGD) such as Coon's patch representation is used to represent the thickness distribution of plates. A reliable degenerated shell finite element is adopted to calculate the accurate strain energy level of the plates. Robust optimization algorithms provided in the optimizer DOT are adopted to search the optimum thickness values during the optimization iteration. Finally, the square plate is used to find out the optimum thickness distribution of plates according to different essential boundary condition.
The Transactions of the Korea Information Processing Society
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v.5
no.12
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pp.3109-3116
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1998
본 논문에서는 대규모 병렬컴퓨터의 구현에 적합한 위상구조인 교차메쉬구조에서, 균등한 메시지분포를 갖고 메시지의 경쟁이 있는 실제적 상황에서 상호접속망내의 메시지의 경로를 선정하기 위한 방법들을 제안하고, 이의 성능을 검증하기 위해 우회 경로설정 알고리즘을 이용하여 시뮬레이션을 하였다. 교차메쉬의 특성상 최적경로의 수가 다른 구조들에 비해 다양하다는 특징을 이용하여 최적경로의 수를 우선순위에 반영한 우회조건 및 대각방향의 링크를 효율적으로 활용하기 위한 링크선정방법에 따를 교차메쉬의 최대지연(maximum delay), 평균지연(average delay) 및 메시지처리율(throughput)을 구하고 이를 비교 고찰하였다. 메시지 전송시 최적인 경로상의 링크에 경합이 생길 경우 최적 경로의 수가 적은 메시지가 높은 우선순위를 가지며 만약 같은 조건이라면 우회한 횟수가 많은 메시지가 높은 우선순위를 갖는 우회조건 LD를 사용하며 이 우선순위에 따라 경로를 선정할 차례가 된 메시지가 선택할 수 있는 최적경로의 수가 많을 경우 대각방향의 링크로 우선적으로 전송할 경우, 오래된 메시지가 높은 우선순위를 갖는 우회조건 A에 의한 방법에 비해 최대지연, 평균지연 및 메시지처리율에 있어서 각각 이상값에 대한 개선목표치의 약58%, 70% 및 31%의 성능개선이 있었다.
KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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v.28
no.1D
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pp.107-117
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2008
Private financing is playing an increasing role in public infrastructure construction projects worldwide. However, private investors/operators are exposed to the financial risk of low profitability due to the inaccurate estimation of facility demand, operation income, maintenance costs, etc. From the operator's perspective, a sound and thorough financial feasibility study is required to establish the appropriate capital structure of a project. Operators tend to reduce the equity amount to minimize the level of risk exposure, while creditors persist to raise it, in an attempt to secure a sufficient level of financial involvement from the operators. Therefore, it is important for creditors and operators to reach an agreement for a balanced capital structure that synthetically considers both profitability and repayment capacity. This paper presents an optimal capital structure model for successful private infrastructure investment. This model finds the optimized point where the profitability is balanced with the repayment capacity, with the use of the concept of utility function and multi-objective GA (Generic Algorithm)-based optimization. A case study is presented to show the validity of the model and its verification. The research conclusions provide a proper capital structure for privately-financed infrastructure projects through a proposed multi-objective model.
본고의 본적은 앞으로 예상되는 세계경제(世界經濟)의 국경 없는 단일경제(單一經濟)로의 통합화 진전과 정보통신기술의 혁신에 따라, 우리 경제가 추구해야 할 경제구조조정정책방향(經濟構造調整政策方向)을 모색하는데 있다. 본고는 우선 경제조직(經濟組織)이란 내생변수(內生變數)로서 경제환경(經濟環境)의 변화에 따라 최적구조를 찾아간다는 시각에서, 외생적(外生的) 여건변화(與件變化)에 따른 경제조직의 변화(變化)를 체계적으로 설명할 수 있는 '내생적 경제조직론'을 개발하고, 세계경제여건변화에 따른 경제구조의 변화를 전망하고 있다. 이 이론(理論)에 의하면, 세계시장의 통합에 따른 시장규모의 확대는 일반적으로 경제활동의 전문화(專門化) 대형화(大型化)를 촉진시키게 되는 반면, 정보통신기술(情報通信技術)의 발달에 따른 경제활동간의 연계의 강화는 경제활동의 겸업(兼業) 및 다각화(多角化)를 촉진시키는 것으로 시사되고 있다. 이러한 결과의 응용을 통해, 본고는 우선 통합화에 따라 세계각국의 경제구조는 시장규모가 동일해짐으로써 유사한 형태로 귀일해 갈 것이며, 이에 따라 세계경제의 추세에서 크게 벗어나는 독특한 경제구조의 추구는 경제적(經濟的) 비효율(非效率)을 초래할 우려가 높다고 본다. 그리고 경제여건변화(經濟與件變化)에 따라 기업들은 전문화(專門化)와 다각화(多角化)를 활발히 추구함으로써 경제구조(經濟構造)의 변화(變化)를 주도해 나갈 것으로 전망되지만, 정부는 정보의 부족으로 이러한 과정을 구체적으로 예측할 수가 없기 때문에, 금후의 구조조정방안(構造調整方案)을 모색함에 있어서, 정부는 구체적 대응방안을 발견하려 하거보다는 기업들의 자생적 구조조정노력을 뒷받침해 줄 수 있도록 경제자율화를 통해 최적의 대응여건을 마련해 주는 것이 바람직하다고 본다.
철근콘크리트 뼈대구조와 같이 설계변수가 과다하고, 제약조건식이 복잡한 구조물의 최적화를 위하여는 구조물을 여러개의 부분구조물로 분할하여 최적해를 구하는 분할법이 많이 사용되고 있다. 그러나 기존의 분할법에 의한 최적화는 구조해석과정과 고정된 부재력에대한 단면설계변수의 부분최적화 과정만으로 이루어지기 때문에, 최적해를 구하려면 반복적인 재해석과정만을 수행하지 않으면 안된다. 따라서 본 연구에서는 다단계분할법에 의하여 철근콘크리트 뼈대구조의 최적화 문제를 3단계로 형성하고, 분할된 부분최적화문제의 최적화시 전체구조의 강성 및 부재력 변화가 반영되어 부분 구조물의 결합을 유지시킬 수 있는 최적화 알고리즘을 제안하였다. 최적화 문제에서 설계변수로는 단면의 크기, 철근량, 모멘트 재분배율등을 취하고,목적함수는 경비함수, 제약조건으로는 강도설계법에 의한 부재강도, 시방서의 요구사항등을 고려하여 문제를 형성하였다. 본 연구에서 개발한 다단계 최적화과정의 첫째 단계에서는 탄성해석에 의하여 재분배모멘트의 설계공간을 형성한다. 이 때 부재력변화량추정(forece approximation technique)에 의하여 단면치수의 변화에 따른 부재력의 변화를 제약조건식 내에 포함시킬 수 있도록 하였다. 둘째 단면에서는 첫째 단계에서 구한 부재력변화량추정이 포함된 제약조건식 내에서 무제약최소화기법에 의하여 단면치수를 최적화하도록 하였다. 셋째 단계에서는 재분배 모멘트를 최적화하였으며, 이 때 재분배모멘트의 변화에 따른 단면설계 변수의 변화는 둘째 단계에서 구한 설계민감도(design sensitivity)를 이용하여 반영시키도록 하였다. 제안된 알고리즘을 1층 2경간 및 2층 1경간 뼈대구조에 적용하여 알고리즘의 타당성과 효율성을 입증하였다. 따라서 본 연구의 알고리즘은 철근 콘크리트 뼈대구조의 최적설계에 안정성있게 적용할 수 있을 것으로 판단된다.
In this study, an optimal structural design framework has been developed for the structural design of composite helicopter blades. The optimal design framework is constructed using PSGA (Particle Swarm assisted Genetic Algorithm), which combines the genetic algorithm and particle swarm optimizer. The optimization process consists of a finite element (FE) modeling over the blade section, two-dimensional (2D) cross-sectional FE analysis, and 1D rotating blade analysis. In the design process, the geometric curves and surfaces are formed using the B-spline scheme while discretizing the sections via a FE mesh generation program Gmsh. The blade cross-sections are created in accordance with the design variables when performing the blade structural analysis. The proposed optimization design framework is applied to a modernization of the HART II (Higher-harmonic Aeroacoustics Rotor Test II) blades. It is demonstrated that an improved blade design is reached through the current optimization framework with the satisfaction of all design requirements set for the study.
Proceedings of the Earthquake Engineering Society of Korea Conference
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2002.03a
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pp.467-474
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2002
이 연구에서는 점탄성감쇠기가 설치된 구조시스템의 통합최적설계 방법을 제시하였다. 최적화를 위한 목적함수로는 구조시스템이 유발하는 사회적 비용을 의미하는 총 생애주기비용을 사용함으로써, 구조제어 시스템의 성능에 기반한 경제적 유익을 극대화하도록 하였다. 구조물의 층별 기둥 강성 및 점탄성감쇠기의 사용량 등을 설계변수로 하여 생애주기비용함수를 정의하였으며, 통합시스템을 동시에 최적화하기위한 방법으로 유전자 알고리즘을 적용하였다. 동일한 초기비용을 사용하며 통합최적설계를 수행하지 않은 설계를 통해 얻어진 지진응답과 비교한 결과, 제안하는 통합 설계방법은 보다 우수한 진동제어효과를 발휘하는 것으로 나타났다.
본 논문에서는 금후 널리 사용되리라고 예상되는 장대 유연한 해양구조계의 동적 응답에 대한 능동제어를 다루었다. 제어기법으로는 optimal, adaptive 제어와 우주구조물의 진동제어에 사용되는 LAC/HAC 제어를 도입하여 simulation과 모형실험을 수행하였다. 기존의 발표된 최적제어 실험결과는 만족스럽지 못하여 다시 수행할 필요성이 있었다. 그 결과, 해양구조계의 위치 및 탄성변형이 타당한 제어력 범위내에서 제어가 되어 본 연구에서 제안한 제어시스템의 유효성이 입증되었다. 또한 제어기법간의 비교를 통하여 장대 유연한 해양구조계에 대한 최적의 제어기법에 대하여 조사를 하였는데, 초기 시스템 파라미터의 추정에 오차가 있는 경우 적응제어 알고리즘의 장점을 확인할 수가 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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