• 제목/요약/키워드: 최적설계문제

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합성부재를 이용한 고층평면골조의 강성최적설계에 관한 연구 (A Study on Stiffness-based Optimal Design of Tall Plane Frameworks using Composite Member)

  • 김호수;이한주
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제4권3호
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    • pp.77-84
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    • 2004
  • 본 연구에서는 횡하중을 받는 합성부재를 이용한 고층평면골조의 횡변위를 정량적으로 제어할 수 있는 효율적인 강성최적설계기법을 제시하고자 한다. 이를 위해 합성부재를 이용한 고층 구조물의 거동특성을 고려한 민감도 해석을 수행하며, 아울러 수학적계획법의 일반성을 유지하면서도, 큰 규모의 문제도 효율적으로 다룰 수 있는 근사화 개념을 도입하여 구속조건식을 설정한다. 특히 초기에 주어진 단면형상이 최적설계 과정동안 계속 유지된다는 가정을 이용하여 최적설계결과에서 구해진 단면특성에 따라 합성부재의 치수를 산출하는 방안을 강구한다. 제시된 정량적인 횡변위 제어 방안의 효용성을 검토하기 위해 두 가지의 50층 골조 예제가 고려된다.

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해상작업장 구조물과 알루미늄 부표의 건전성 평가

  • 노현석;조종래
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2018년도 추계학술대회
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    • pp.326-327
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    • 2018
  • 육상에서 가까운 연안에서 어부들이 작업하는 작업장은 주로 스치로폼 부표를 사용하고 있으나 환경 및 생태계 문제로 알루미늄 부표로 대체하는 경향이다. 원통형의 알루미늄 부표는 경제성이 문제이기 때문에 작업장 구조물을 하중을 지지하고 외압의 좌굴(buckling)에 견디는 최소두께의 선정이 중요하다. 또한 부표가 지지하는 해상작업장의 강(steel) 구조물도 풍압과 해상하중에 견딜 수 있는 설계가 요구된다. 이 연구에서는 해상작업장 구조물과 부표를 설계하는 절차와 건전성을 평가하는 방법을 제시하였다.

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저전력 소모를 위한 상위 수준의 효과적인 바인딩 알고리즘 (An Efficient Low-Power Binding Algorithm in High-Level Synthesis)

  • 최윤서;김태환
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2002년도 봄 학술발표논문집 Vol.29 No.1 (A)
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    • pp.19-21
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    • 2002
  • 우리는 저전력 소모를 위한 상위 수준(high-level)에서의 효과적인 바인딩(binding) 알고리즘을 제안한다. 이전 연구들에 의해서 저전력 소모를 위한 몇몇의 바인딩 알고리즘들은 멀티-코모도티 플로우(multi-commodity flow) 문제로 모델링 될 수 있음이 밝혀졌다. 그러나 멀티-코모도티 플로우 문제는 NP-hard이기 때문에 진은 크기의 설계에만 적용될 수 있다. 이러한 제약을 극복하기 위해 우리는 네트워크 상의 플로우를 잘 이용해서 효과적으로 빠른 시간 안에 최적에 가까운 결과를 낼 수 있는 방법을 제안하여 크기가 큰 설계에도 적용할 수 있도록 한다. 이를 위해 우리는 첫번째 단계에서는 네트워크에서 최소 비용의 최대 플로우 (maximum f1ow -minimum cost)를 구하는 방법을 부분적으로 이용해서 유효한 결과를 구하고 두 번째 단계에서는 이를 반복적으로 개선시켜나가는 2 단계의 알고리즘을 제안한다. 벤치마크를 이용한 실험 결과는 제안된 알고리즘이 실제적인 설계에 적용되었을때, 충분히 빠른 시간 안에 최적에 가까운 결과를 생성함을 보여준다.

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한반도 강우형태에 따른 Huff 시간분포의 최적 초과확률 분석 (Analysis of the optimal excess probability of the Huff's time distribution according to the type of rainfall on the Korean Peninsula)

  • 설성훈;장석환;최홍찬;윤태희
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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    • pp.417-417
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    • 2022
  • 현재 수공 구조물 설계 시 설계강우량으로써 빈도해석과정을 통해 산정된 확률강우량을 적용하고 있다. 하지만 확률강우량의 경우 시계열 강우분포형태를 알 수 없는 문제가 존재한다. 강우의 시간분포 형태는 비점오염, 강우에 의한 수식 등 도달시간과 첨두 홍수량에 지대한 영향을 미치는 요소이다. 현재 국내에서는 Huff 4분위법이 널리 사용되고 있지만 Huff 4분위법은 기존의 강우패턴을 평균하였기 때문에 자연현상인 강우의 다양하고 복잡한 분포형태를 반영하기 어렵다는 문제를 가지고 있으며, Huff 4분위법이 갖는 한계로 정의할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 Huff 4분위법이 갖는 한계를 보완하기 위해 설계홍수량산정지침에서 제시하고 있는 초과확률 50%의 시간분포 값을 산정하는 것에서 벗어나 한반도의 강우형태와 최근 20년간의 강우 패턴 변화를 고려한 최적 초과 확률값을 선정하였다.

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유전 알고리즘의 기호코딩과 정보입자화를 이용한 퍼지집합 기반 다항식 뉴럴네트워크의 최적 설계 (Optimal Design of Fuzzy Set-based Polynomial Neural Networks Using Symbolic Gene Type and Information Granulation)

  • 이인태;오성권
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2006년 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.217-219
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    • 2006
  • 본 연구는 정보입자와 유전알고리즘의 기호코딩을 통해 퍼지집합 기반 다항식 뉴럴네트워크(IG based gFSPNN)의 최적 설계 제안한다. 기존의 Furry Srt-based Polynomial Neural Networks의 최적설계를 위해 유전자 알고리즘의 이진코딩을 사용하였다. 이지코딩은 스티링 길이 때문에 연산시간이 급격히 증가되는 현상과 해밍절벽(Hamming Cliff)에 따른 급격한 비트변환이 힘들다는 단점이 내제 하였다. 이에 본 논문에서는 스티링 길이와 해밍절벽에 따른 문제를 해결 하기위해 기호코딩을 사용하였다._데이터들의 특성을 모델에 반영하기 위해 Hard C-Means(HCM)을 결합한 Information Granulation(IG)을 사용하여 최적모델 구축 속도를 빠르게 하였다. 실험적 예제를 통하여 제안된 모델의 성능을 평가한다.

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혼합물 총량법과 유전자 알고리즘을 이용한 항공기 동체 최적화에 관한 연구 (A Study on the Optimization of Aircraft Fuselage Structure using Mixture Amount Method & Genetic Algorithm)

  • 김형래;박찬우
    • 한국항공우주학회지
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    • 제34권7호
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    • pp.28-34
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    • 2006
  • 일반적인 엔지니어링 문제에 대한 최적화는 최적의 설계변수를 구하는 문제이다. 이는 설계변수의 총합을 얼마로 하며, 총합을 설계변수들이 어떠한 비율로 차지하는 것이 최적인가를 판단하는 문제가 된다. 즉, 혼합물 총량법의 개념에 맞추어 문제를 재구성할 수 있다. 혼합물 총량법의 목적은 각 성분의 혼합비율과 혼합물의 총량을 동시에 고려하여 반응면을 구하는 것이다. 항공기 동체 최적화 문제에 혼합물 총량법과 유전자 알고리즘을 적용하였다. 이번 연구를 통해서 항공기 구조물 최적화 문제에 대한 혼합물 총량법의 유용성을 확인하였다. 또한 본 연구에서 제시된 혼합물 총량법은 D-optimal에서는 불가능한 설계변수 12개 이상의 최적화 문제에도 적용이 가능하다.

복합구조제어시스템의 동시최적설계 (Simultaneous Optimum Design of Hybrid Structural Control System)

  • 박관순;고현무
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제6권5호
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    • pp.37-43
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    • 2002
  • 복합구조제어시스템의 동시최적설계방법에 관하여 연구하였다. 여기에서는 수동제어장치 뿐만 아니라 능동제어장치의 배치와 용량, 제어기 등이 설계변수가 되며 설계인자들의 만족도를 나타내는 선호도함수를 정의하여 이를 이용하여 최적화문제를 정식화한다. 또한 수동 및 능동제어장치의 설계변수로부터 동시에 최적해를 찾아내기 의한 수치적 방법으로 유전자알고리즘을 사용하였다. 지진하중을 받는 다자유도 구조물의 설계에 및 수치모사를 통하여 제안한 방법의 타당성을 검증하고자 하였다.

지리정보시스템에서 고속도로 연결 문제의 가변적 근사기법 (An Adaptive Approximation Method for the Interconnecting Highways Problem in Geographic Information Systems)

  • 김준모;황병연
    • 한국공간정보시스템학회 논문지
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    • 제7권2호
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    • pp.57-66
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    • 2005
  • 고속도로 연결문제(Interconnecting Highways problem)는 VLSI 설계, 광 또는 유선 네트워크의 설계, 도로 건설 계획 등의 분야에서 도출되는 여러 가지 배치문제들을 대표하는 추상화 된 문제이다. 도로 건설에 있어 기존의 지점들을 가장 짧은 거리로 상호 연결하는 도로망은 다른 도로망들에 비해 경제적인 면에서 많은 이익을 가져다준다. 즉, 기존의 도로나 도시들을 상호 연결하는 새로운 도로망을 찾는 문제는 중요한 이슈가 된다. 본 논문에서는 NP-hard 문제인 고속도로 연결문제에 대해 '최적에 점근하는 결과치'를 내는 근사방법을 제안한다. 이 방법은 컴퓨팅 자원이 지원되는 한 최적치에 점근하는 근사-결과치를 구할 수 있도록 한다. 따라서 실제 응용에서는 제안된 근사방법에서 산출되는 근사치를 사실상의 최적치로 간주할 수 있게 된다. 선행연구에서의 근사방법과 달리 본 논문에서 제안된 방법은 주어진 문제 인스턴스의 속성에 부합하는 알고리즘을 만들어 낼 수 있도록 하는 큰 장점을 가진다.

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열-탄성계를 고려한 엑추에이터 위상 최적설계 (Topology Optimization of Actuator for Thermo-Elastic Systems)

  • 임오강;김대우;최은호
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제20권6호
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    • pp.683-690
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    • 2007
  • 위상 최적화 기술은 제품의 초기단계의 개념설계에 유용한 기술이며, 주로 구조물의 탄성을 고려한 분야를 중심으로 개발되었다. 그러나 일반적인 기계의 정밀도가 향상됨에 따라 열적인 영향을 함께 고려할 경우가 많아지게 되어, 열과 탄성계를 동시에 고려하는 위상 최적설계가 필요하다. 본 연구에서 균질화법을 이용하여 열-탄성계를 고려한 위상 최적설계를 해석하였다. 열-탄성 문제에서는 열전달 해석과 구조해석을 고려하는 문제이므로 열전달 재료 물성치와 구조 재료 물성치를 함께 사용하였다. 가동에너지를 기계적인 변위 또는 응력으로 변환하는 트랜스듀서인 액츄에이터의 설계에 적용하였으며, 열계와 탄성계 그리고 열-탄성계를 동시에 해석한 설계 결과를 얻었다. 얻어진 각각의 결과를 동일한 하중조건으로 재해석한 결과, 열-탄성계를 고려하였을 경우가 각각의 계를 고려했을 경우보다 개선된 성능을 가진다.

횡방향 모드추적을 고려한 코일스프링의 신뢰성기반 최적설계 (RBDO of Coil Spring Considering Transversal Direction Mode Tracking)

  • 이진민;장준용;이태희
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권6호
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    • pp.821-826
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    • 2013
  • 구조물의 최적설계 시 설계변수의 값이 변화할 때 모드전환이 일어날 수 있다. 만약 이 모드전환을 추적하지 않으면 최적설계를 위한 고유진동수나 모드는 설계자가 의도하지 않은 모드로 평가될 수 있다. 따라서 설계변수의 값이 변화할 때마다 의도한 고유진동수와 모드의 동일성을 유지할 수 있도록 모드추적이 적용되어야 한다. 또한 설계변수가 불확실성을 포함하고 있는 설계 문제의 경우, 이를 고려한 신뢰성 기반 최적설계를 수행해야 한다. 본 연구에서는 압축기를 지지하는 관절스프링의 한 부품인 압축 코일스프링의 모드추적을 고려한 신뢰성기반 최적설계를 수행한다. 모드추적 기법은 최적화 기법들과 연동이 쉬운 다중응답접근법 기반 크리깅 메타모델을 이용하며, 신뢰성해석 기법은 크리깅 메타모델 기반 몬테카를로 추출법을 이용한다.