• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권1호
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• pp.9-16
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• 2014

레벨셋 기법과 위상민감도를 이용하여 선형 탄성 구조물에 대하여, 초기 설계형상에 의존성이 없는 위상 및 형상 최적설계 기법을 개발하였다. 레벨셋 기법에서는 복잡한 위상 형상변화를 쉽게 다루기 위해 초기 영역은 고정한 채 레벨셋 함수로 표현되는 암시적 이동경계로 경계를 표현한다. 해밀턴-자코비(H-J) 방정식과 수치적으로 강건한 기법인 'up-wind scheme'은 컴플라이언스 목적함수를 최소화시키고 허용체적 제약조건을 만족시키면서, 초기 암시적 경계를 법선 속도장에 따라 최적의 형상으로 이끌어 낸다. 점근적인 정규화 개념에 근거하여, 구멍의 반지름을 0으로 접근시켜 형상 미분의 극한을 취한 위상민감도를 고려하였다. 최적조건으로부터 유도된 라그란지안의 감소 방향을 이용하여 H-J 방정식을 갱신하기 위한 속도장을 결정하였다. 개발한 방법에서는 위상민감도로부터 얻어지는 지표를 이용하여 구멍을 언제든지 어디에서나 생성가능하기 때문에 초기 구멍이 최적 형상을 얻기 위해 요구되지 않는다는 사실을 확인하였다. 또한 효율적인 최적화 과정을 위해서는 구멍 생성을 위한 조정변수의 적절한 선택이 중요함을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제25권5B호
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• pp.985-991
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• 2000

본 논문에서는 인덕터의 면적을 극소화시키고 인덕턴스와 Q값을 극대화시키기 위한 최적구조의 2GHz 자성박막 인덕터를 설계하고 제작하였다. Eddy-current 표피효과를 위해서 Co90Fe10와 SiO2의 multilayer를 사용하고, multilayer를 적용한 새로운 lumped 소자모델을 고려하여 최적설계를 수행하였다. 2GHz에서 동작하는 새로운 자성박막 인덕터는 photo-lithography와 lift-off기술을 이용하여 Si 기판위에 제작되었다. 50개 이상의 동일한 인덕터들의 주파수 특성은 RF Impedance Analyzer로, 자기공진주파수는 Vector Network 분석기(HP8510)로 측정되었다. 개발된 인덕터들은 1.8~2.3GHz 범위의 자기공진주파수, 47~68nH 범위의 L값, 그리고 1GHz이상의 주파수에서 70~80정도의 Q값을 가지므로 L과 Q가 극대화된 아주 우수한 최적구조의 소형(면적=30.8$\times$30.8mil2) 박막인덕터가 성공적으로 제작되었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.87-100
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• 2005

본 연구는 불확실성이 존재하는 다이나믹 시스템을 고 강인성 및 성능 사전 결정 제어를 하기 위하여 적분 최적 가변구조 시스템을 설계한다. 제안된 제어기에서는 적분 슬라이딩 면을 이용 리칭 문제를 완전히 제거하여 시스템이 초기 값에서부터 바로 슬라이딩하여 외란과 불확실성에 무관하게 사전에 결정된 슬라이딩 면을 슬라이딩 모드 상태로 추종하므로 고 강인성 제어가 이루어진다. 적분 슬라이딩 면이 정의하는 이상 슬라이딩 동특성을 상태방정식 형으로 얻고, 고급 최적 제어 이론을 통하여 최적 의미로 설계한다. 이는 바로 슬라이딩 면과 등가 제어입력의 설계가 된다. 사전에 선정된 슬라이딩 면 위에 슬라이딩 모드를 발생할 제어입력을 설계하였다. 그 결과 외란과 불확정성에도 불구하고 주어진 초기 값에서부터 원점까지 전체 슬라이딩 출력이 완전하게 보장받는다. 더구나 기존의 최적 VSS에서는 설계 성능의 강인성을 보장받기 어려운데 반하여, 제안된 IOVSS에서는 실제 출력의 예측과 사전 결정이 가능하다. 예제를 들어 제안된 알고리듬의 성능을 검진한다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.385-390
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• 2005

LMTT(Linear Motor-based Transfer Technology)는 항만 자동화를 위한 수평 이송 시스템이며, 셔틀카(shuttle car)와 격자구조의 레일에 부착된 스테이터 모듈(stator module)로 구성된 PLMSL(Permanent Magnetic Linear Synchronous Motor)에 의해 구동된다. 본 논문에서는 LMTT시스템 부품인 이동체(mover)의 경량화를 위하여 직교배열표 및 크리깅 방법을 이용하여 최적설계를 수행한다. 설계변수로는 가로빔, 세로빔, 휠빔의 두께와 높이 방향의 치수를 결정하는 형상변수를 포함시켰다. 목적함수로는 중량, 제한조건 함수로는 안전율이 고려된 응력으로 설정하였다. 본 연구에서 제시된 방법으로 구한 최적해를 민감도기반 최적설계로 구해진 최적해와 비교, 검토하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제9권6호
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• pp.21-30
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• 2005

본 연구에서는 지진하중을 받는 탄성구조물을 대상으로 층전단력 분포에 기초한 마찰감쇠기의 설계방법을 제시하였다. 먼저 마찰감쇠기의 슬립하중(slip-load)을 정규화하는 방법 별로 단자유도 시스템의 수치해석을 수행하고 비교하였다. 이를 통해 슬립하중과 가새 강성의 영향을 파악하였으며, 설치용 가새와 원구조물의 최적강성비를 찾았다. 다음으로는 다양한 고유주기와 층수를 갖는 구조물을 대상으로 수치해석을 통해 마찰감쇠기의 설치 층수와 위치의 결정방법 및 슬립하중의 분배 방법을 도출하였다. 이 과정에서 설치 층수가 포함된 성능지수를 사용하여 슬립하중의 총합으로부터 최적의 설치 층수를 도출하는 경험식을 제시하였다. 마지막으로 실제 지진하중을 사용한 수치해석을 통해 기존의 최적설계 방법과 비교하여 제안된 방법의 우수성을 입증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.141-148
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• 2011

본 논문에서는 기둥축소량 보정의 효율성을 증진시키기 위한 방안으로서 유사한 축소 경향을 보이는 기둥들을 동일 그룹으로 묶는 기둥의 최적그루핑기법에 대하여 연구하였다. 기둥의 최적그루핑은 무감독학습에 의해 입력데이타의 패턴을 스스로 분류할 수 있는 코호넨의 자기조직화 형상지도 알고리즘을 이용하였다. 본 연구에 적용된 코호넨 네트워크는 두 개의 입력뉴런과 분류할 기둥그룹 개수만큼의 출력뉴런으로 구성된다. 입력뉴런에는 기둥축소량의 정규화된 평균과 표준편차가 입력되며, 출력뉴런에는 각 기둥이 속하게 될 기둥그룹이 출력된다. 제안된 알고리즘을 실제 축소량 해석이 수행된 두 개의 건물에 적용하여 그 적용성을 평가하였다. 적용결과 동일 그룹으로 분류된 기둥들은 서로 인접하고 있으며 서로 다른 기둥그룹끼리는 교차하지 않는 등 유사한 축소 경향을 보였다. 이로부터 본 연구의 기둥축소량의 최적그루핑 알고리즘은 충분한 실무적용성이 있음을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.675-691
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• 2002

본 연구의 목적은 Navier-Stokes 유체와 같은 대용량 문제를 위한 최적화 기법의 개발에 있다. 이를 위해 본 연구에서는 reduced Hessian sequential quadratic programming을 개발하였다. 첫째, 유체의 해석을 위한 평형 방정식을 최적화 과정에서 제거하여 변수를 줄였고, 또한 평형방정식과 최적화 과정에서 연속기법을 사용하여 최적해를 보장하면서 더욱 해에 쉽게 접근하도록 하였다. 그리고 각 단계에서는 테일러 시리즈를 이용한 근사치를 이용하여 각 단계에서 대단히 좋은 초기치 값을 제공하여 최적해에 더욱 빠르게 접근하게 하고 아울러 유체의 평형방정식을 풀 때에도 해에 더욱 빠르고 쉽게 접근하도록 하였다. 이 기법을 항력을 줄이기 위한 유체의 최적 제어를 위한 문제에 적용하였다. 유체의 흐름을 제어하기 위하여 물체의 경계면에서 유체의 흡입(suction)과 방축(injection)이라는 기법을 사용하여 경계면에서 속도를 제어하였고, 목적함수로써 항력을 표현하기 위하여 에너지 소실의 변화율을 사용하였다. 예제를 통해 본 연구에서 개발한 최적화 기법의 효용성을 입증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.345-351
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• 2003

자동차 산업에서 안전에 대한 법적인 요구 및 시장 수요의 증가에 따라 강도와 경량화라는 안전과 환경에 대한 상반된 목적을 만족시켜야 하기 때문에 일체형 시트의 설계는 점점 더 중요성이 부각되고 있다. 본 연구에서는 미국시험규정 FMVSS210에 따라 외연적 유한 요소해석 프로그램인 LS-Dyna를 사용하여 시트 충돌해석을 수행하였다 하지만 충돌해석은 많은 해석시간을 요구하기 때문에 효율적이고 신뢰성 있는 최적설계기법이 요구된다. 따라서 통계적 기법인 실험계획법과 반응표면모델을 적용하여 많은 해석시간을 요구하는 LS-Dyna해석을 가능한 줄이고 비선형 최적설계 알고리즘을 적용하여 강도와 경량화를 동시에 최적화하고자 한다. 본 연구에서는 실험계획법을 사용하여 최대 변위 및 총중량에 대한 설계영역을 탐색하고 반응표면모델을 구성하여 최적설계를 수행하였다.

• 전산구조공학
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• 제10권2호
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• pp.233-242
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• 1997

이 논문은 연속보의 동적 최적설계에 관한 연구이다. 본 연구에서는 연속보의 근사적인 최적제원을 결정하기 위하여 컴퓨터 프로그램의 실행결과를 이용한 기법을 이용하였다. 경간길이, 질량 및 휨강성이 변화하는 연속보의 자유진동해석과 이동 집중하중이 작용하는 경우 동적응답해석을 실행할 수 있는 컴퓨터 프로그램을 개발하였다. 모형실험 결과와 이론적인 해석결과가 잘 일치하여 해석결과의 타당성을 검증할 수 있었다. 설계효율을 나타내기 위하여 최대 동적응력, 경간사이의 응력차이, 이동 집중하중이 작용하는 점에서의 rms 처짐 및 전체지간의 총질량 등 4가지의 무차원 변수들의 선형결합으로 이루어지는 최적함수를 정의하였다. 3경간 연속보에 대한 해석결과 개략적인 최적제원을 갖는 연속보로 설계하는 경우 등간격의 등단면 연속보에 비해 설계효율을 개선할 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제9권5호
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• pp.555-565
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• 1999

복잡하고 비선형적인 시스템의 규칙베이스 퍼지모델링을 위하여 퍼지시스템의 최적 동정알고리즘을 연구한다. 비선형 시스템은 퍼지모델의 입력변수와 퍼지 입력공간 분할에 의한 구조동정과 파라미터 동정을 통해 표현된다. 본 논문에서 규칙베이스 퍼지모델링은 비선형 시스템을 위해 퍼지추론방법과 두 종류의 최적화 이론의 결합에 의한 하이브리드 구졸를 이용하여 시스템 구조와 파라미터동정을 수행한다. 퍼지모델의 추론방법은 간략추론 및 선형추론에 의한다. 제안된 하이브리드 최적 동정 알고리즘은 유전자 알고리즘과 개선된 콤플렉스 방법을 이용한다. 여기서 유전자 알고리즘은 전반부 퍼지규칙의 멤버쉽함수의 초기 파라미터들을 결정하기 위해 사용되고 강력한 자동동조 알고리즘인 개선된 콤플렉스 방법은 정교한 파라미터들을 얻기 위해 수행된다. 따라서 최적 퍼지모델을 위해 전반부 파라미터 동정에는 하이브리드형의 최적 알고리즘을 이용하고 후반부 동정에는 최소자승법을 이용한다. 또한 학습과 테스트 데이터에 의해 생성된 퍼지모델의 성능결과 사이의 상호균형을 얻기 위해 하중계수를 가지는 합성 성능지수를 제안한다. 제안된 모델의 성능평가를 위해 두가지 수치적 예를이용한다.