• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.28 no.1
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• pp.9-18
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• 2015

In this paper, we verify the optimal topology design for heat conduction problems in steady stated which is obtained numerically using the adjoint design sensitivity analysis(DSA) method. In adjoint variable method(AVM), the already factorized system matrix is utilized to obtain the adjoint solution so that its computation cost is trivial for the sensitivity. For the topology optimization, the design variables are parameterized into normalized bulk material densities. The objective function and constraint are the thermal compliance of the structure and the allowable volume, respectively. For the experimental validation of the optimal topology design, we compare the results with those that have identical volume but designed intuitively using a thermal imaging camera. To manufacture the optimal design, we apply a simple numerical method to convert it into point cloud data and perform CAD modeling using commercial reverse engineering software. Based on the CAD model, we manufacture the optimal topology design by CNC.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.35 no.2
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• pp.163-168
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• 2011

Robust optimization or reliability-based design optimization are some of the methodologies that are employed to take into account the uncertainties of a system at the design stage. For applying such methodologies to solve industrial problems, accurate and efficient methods for estimating statistical moments and failure probability are required, and further, the results of sensitivity analysis, which is needed for searching direction during the optimization process, should also be accurate. The aim of this study is to employ the function approximation moment method into the sensitivity analysis formulation, which is expressed as an integral form, to verify the accuracy of the sensitivity results, and to solve a typical problem of reliability-based design optimization. These results are compared with those of other moment methods, and the feasibility of the function approximation moment method is verified. The sensitivity analysis formula with integral form is the efficient formulation for evaluating sensitivity because any additional function calculation is not needed provided the failure probability or statistical moments are calculated.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.34 no.12
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• pp.1811-1820
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• 2010

Most components in the real world show nonlinear response. The nonlinearity may arise because of contact between the parts, nonlinear material, or large deformation of the components. Structural optimization considering nonlinearities is fairly expensive because sensitivity information is difficult to calculate. To overcome this difficulty, the equivalent load method was proposed for nonlinear response optimization. This method was originally developed for size and shape optimization. In this study, the equivalent load method is modified to perform topology optimization considering all kinds of nonlinearities. Equivalent load is defined as the load for linear analysis that generates the same response field as that for nonlinear analysis. A simple example demonstrates that results of the topology optimization using equivalent load are very similar to the numerical results. Nonlinear response topology optimization is performed with a practical example and the results are compared with those of conventional linear response topology optimization.

• Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.31 no.1
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• pp.34-38
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• 1994

본 연구에서는 Genetic Algorithm을 사용하여 상기의 문제를 해결하고자 한다. 특히 다목적 함수 최적화에는 한 번의 최적화 계산으로 Pareto최적해 집합이 동시에 구해지는 새로운 방법인 MOGA(Multicriteria Optimization by Genetic Algorithm)을 개발하였다. 먼저 Genetic Alorithm의 기본 특성에 대해 살펴보고, 다양한 종류의 문제를 통해 Genetic Algorithm의 유용 성을 검토하였다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2000.10c
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• pp.21-23
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• 2000

본 논문에서는 통합설계에서 시간제약하의 최소비용 시스템 구현을 위한 분할의 최적해 탐색을 위한 ILP형식을 정의하고 실험에 의해 결과를 평가한다. 분할 문제는 각 노드의 하드웨어 소프트웨어 파티션 선택과 소프트웨어 실행을 위한 대상 노드의 스케쥴링 문제가 함께 고려되어야 한다. 본 논문에서는 분할 단계에서 스케쥴링을 함께 고려하는 ILP형 정의를 위해 ASAP과 ALAP 스케쥴에 의해 유도되는 모빌리티와 시간 제약 조건, 종속성 제약 조건을 형식화하고, 목적함수인 최소 시스템 설계 비용 탐색을 위한 형을 정의한다. 정의된 형에 의한 ILP 구현은 다양한 벤치마크 검증에 의해 최적의 해를 결과로 보인다.

• Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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• 2002.12a
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• pp.419-422
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• 2002

본 논문에서는 신경망에 비해 보다 단순화되고 빠르게 수렴하는 특성을 보이는 방사 기준함수 구조를 초기에 설계하기 위한 초기화 방법을 제안한다. 이를 위해 웨이블릿 변환을 이용한 분석 기법을 사용하였고, 주어진 문제에 적합한 방사 기준 함수 구조를 초기에 최적 상태로 결정하였다. 시간-주파수 평면에서 지역화 특성이 대상 함수를 근사할 수 있는 특성을 지닌 방사 기준 함수를 선택, 결정하여 은닉층을 구성할 경우, 근사 능력을 지닌 초기 구조를 결정함에 있어서 장점을 지닌다. 제안된 구조는 다층 전방향 신경망 또는 정규 배열된 방사 기준함수 구조에 비해 주어진 문제에 대해 좋은 성능을 보인다.

• Journal of computational fluids engineering
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• v.6 no.2
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• pp.9-21
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• 2001

초음속 여객기의 천음속 순항 성능을 개선하기 위하여 날개의 플랩 꺽임각을 최적화하였다. 이를 위하여 3차원 Euler 코드와 adjoint 코드를 이용한 최적설계기법을 적용하였다. 설계변수로서, 앞전플랩 5개, 뒷전 플랩 5개 등 총 10개의 플랩의 꺽임각이 사용되었다. 설계과정중에 격자계 내부격자점의 수정을 위해 타원형방정식법을 이용하였다. 계산 시간의 단축을 위해 내부격자의 민감도는 무시하였다. 또한 본 설계문제에 근사구배기법의 적용가능성 여부를 조사하였다. 충격파가 없는 경우 앞전 플렙에 한하여 근사구배기법을 적용할 수 있음을 알았다. 최적설계기법으로 BFGS기법을 적용하여 항력을 최소화하였으며, 양력 및 날개 표면 마하수에 대한 제약조건을 적용하였다. 앞전 플랩의 최적화 및 앞전과 뒷전 플랩의 최적화 등 두 개의 설계 문제를 고려하였다. 성공적인 결과를 얻음으로써 본 설계방법의 타당성 및 효율성을 확인하였다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.26 no.3
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• pp.22-31
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• 2022

Existing Finocyl grain designs assume configurations and repeat the process of configuration modification and confirmation of the requirements through burn-back analysis. Such a design increases the design fatigue of workers and has a problem of different design completeness depending on capabilities. Therefore, this study devised an optimal design method that applied genetic algorithms to the Burn-back automation analysis program to solve the problem of existing design. For stable search, variable-offset and non-drawable configuration control techniques were developed. The program performance was verified through the searching neutral and double thrust grains.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.706-709
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• 2011

최근 환경오염 문제에 대한 관심이 고조되며 건설분야를 비롯한 각 산업분야에서는 $CO_2$저감 대책에 대한 연구가 활발히 진행되어 왔다. 건설분야에서의 기존 연구는 대부분 시공 후 사용 및 유지관리 단계에 집중되어 있으며, 설계단계에서 구조재료 및 비구조 재료의 적절한 사용에 관련한 연구는 초기단계이다. 그러므로 본 연구에서는 초고층건물 구조설계에서 사용되는 매입형 합성기둥 부재의 구조비용과 $CO_2$발생량을 동시에 최소화할 수 있는 다목적 최적설계기법을 제안하였다. 알고리즘의 검증을 위해 35층 건물의 기둥 설계에 적용하였으며, 적용결과 초기설계안보다 경제적이며 친환경적인 최적 설계안을 제시할 수 있음을 확인하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.181-181
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• 2022

상수도 관망은 비정상상황에서도 안전한 물을 안정적으로 공급하는 것을 목표로 한다. 따라서 상수도 관망의 최적 설계는 수리학적 제약조건 (i.e., 절점의 압력, 관의 유속)을 만족하는 설계안을 제시한다. 하지만 점차 커지는 도시 규모에 따라 수질적으로 안전한 물을 공급하지 못하는 문제가 발생하고 있다. 또한, 상수도시스템의 형식 (i.e., 수지상식, 혼합식, 순환식)에 따라 용수의 체류 시간, 절점의 압력 등이 상이하다. 따라서, 본 연구에서는 도시 규모 및 형식과 잔류염소 농도를 고려한 상수도시스템 최적 설계를 진행하였다. 절점의 개수에 따라 도시의 규모를 분류하였으며, BI(BI; Branch Index) 지수를 통해 상수도시스템의 형식을 분류하였다. 또한, 수리학적 제약조건(i.e., 절점의 압력)과 수질적 제약조건 (i.e., 잔류염소 농도)을 설정하여 수리-수질을 동시에 만족하는 최적 설계안을 도출하였다. 비상시에도 물을 안정하게 공급하기 위하여 시스템의 탄력성과 설계비용을 목적함수로 설정하여 다목적 최적 설계를 진행하였다. 이러한 연구는 압력만을 고려한 기존 설계단계에서 수질적 측면을 동시에 고려하여 수질 측면의 안전성을 향상할 수 있다. 또한, 시스템의 탄력성을 고려하여 비정상상황에서도 물을 공급하여 사용성을 향상하는 설계안을 도출하여 수리학적 안정성을 만족하며, 경제적 측면도 향상할 수 있다.