• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.65-72
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• 2009

본 연구는 주어진 부피제약조건 하에서 최대강성을 구현하는 고층 철골 트러스 시스템의 단면치수 재조정 프로세스를 보여준다. 이러한 치수최적설계는 경사도법에 근거한 최적정 방법에 의해 수치적으로 연산된다. 전형적인 치수최적설계에서는 변위나 응력제약조건 하에서 구조물의 최소중량을 구현하지만, 본 연구에서 소개되는 치수최적설계는 이것과 반대의 프로세스를 가진다. 즉, 부피와 같은 재료제약조건 하에서 최대강성을 구현한다. 본 연구는 기존의 치수최적설계방법의 대안으로서 그 의미를 가질 수 있다. 고층 철골트러스 구조시스템의 수치 예제를 통하여 부재 단면치수 재조정 설계가 기존의 최소중량설계와 반대인 최대강성 이산화 치수최적설계를 통하여 적합하게 수행됨이 증명되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.277-286
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• 2001

자동차 경량화를 지향하는 초경량차체 기술 중에서 합체박판기술을 이용한 수 있는 일련의 최적설계 기법을 제안하고 기존의 자동차 도어 내판에 적용하여 경량화를 수행하였다. 먼저, 내판에 부착되는 보강재를 제거한 후 취약해진 강성을 보강하기 위한 파트 선정을 위해 위상 최적설계를 수행하여 대략적인 파트 분포를 결정하였다. 그 다음 상세설계 단계로서 각 파트의 두께는 치수 최적설계를 이용하여 정하고, 형상 최적설계로 최종 용접선을 결정하였다. 이러한 일련의 최적화를 위해 상용 소프트웨어인 GENESIS가 사용되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.347-353
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• 2021

본 논문에서는 구조물의 좌굴 온도와 좌굴 형상을 제어하는 새로운 크기 최적화 방법에 대해서 소개한다. 구조적 안정성 관점에서 구조물의 좌굴 온도와 좌굴 형상을 예측하는 것은 중요한 주제 중 하나이다. 이를 공학적인 직관을 통해 예측하고 최적화된 구조 설계를 하는 것은 너무나 어려운 과제이다. 이러한 한계점을 해결하기 위해 본 연구에서는 유한요소 시뮬레이션과 치수 최적 설계 방식의 조합을 제안한다. 구조물의 좌굴 온도와 좌굴 형상이 구조물의 두께에 영향을 받는다는 생각에서 착안해 설계 변수를 구조물의 노드의 두께 값으로 설정했다. 좌굴 온도 값과 좌굴 형상을 목적 함수로 정해진 부피 값을 제약 조건으로 두었다. 치수 최적 설계를 통해 원하는 좌굴 온도와 좌굴 형상을 유도하기 위한 최적의 두께 분포를 결정할 수 있다. 제안된 치수 최적 설계의 타당성은 본 논문의 다양한 직사각형 복합 구조물 예제들을 사용해서 검증하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.275-275
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• 2020

홍수빈도분석의 실용적 측면의 목적은 특정 재현기간에 대하여 발생 가능한 홍수량을 설계홍수량(design flood)으로 설정함으로써 댐, 제방, 배수시설, 하수관거 등의 치수기능을 가진 치수시설물이 설계홍수량 내에서 홍수로 인한 피해를 발생시키지 않도록 그 규모와 기능을 설계함에 있다. 이와 같은 중요한 기능을 담고 있는 홍수빈도분석의 기술적 절차는 해외 및 국내의 기존 연구자들에 의해 많은 연구가 진행된 바 있으나, 보다 적절한 설계홍수량 산정절차 및 설계홍수량의 최종 결정을 위한 기술적 수단의 제공을 위한 연구가 많은 연구자들에 의해 지금도 진행 중에 있다. 그러나 이와 같이 결정된 설계홍수량이 특정유역에서 발생될 수 있는 피해규모에 대해 얼마나 적정한 지의 여부를 과학적으로 판단하기 위한 연구는 많지 않다. 따라서 본 연구에서는 홍수빈도분석을 통해 산정된 설계홍수량의 적정성 여부를 과학적으로 판단하기 위해 비용-편익분석 기법을 이용하여 최적설계홍수량을 결정하였다. 특히 본 연구에서는 불확실성으로 발생되는 범위를 고려한 최적설계홍수량을 산정하기 위하여 Metropolis-Hastings 알고리즘을 사용하였으며, 자료의 종류에 따른 홍수량의 변화를 분석하기 위하여 년최대계열 및 부분시계열 자료를 각각 적용하였다. 한강유역에서 가평대성, 여주 및 한강대교 수위표 지점에서 측정된 자동관측유량장치에 의한 홍수량 자료를 활용하였으며, 최적설계홍수량이 기존 설계홍수량에 비해 크게 산정됨을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권12호
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• pp.1811-1820
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• 2010

실제 대부분의 공학 문제들은 크고 작은 비선형성을 내포한다. 구조물의 최적설계 과정에서는 다수의 구조물 사이에 발생하는 접촉이나 비선형 물성치를 가지는 재료, 또는 대변형을 고려해야만 한다. 그러나 민감도 계산이 고가이기 때문에 비선형성을 최적화에 고려하는 것은 매우 어렵다. 따라서 비선형 정적 반응 위상최적설계를 위하여 등가하중법을 사용한다. 등가하중이란 비선형 해석에서 유발되는 반응장과 동일한 반응장을 유발하는 선형 정적하중이다. 등가하중법은 치수/형상최적설계를 위하여 연구되어 왔다. 위상최적설계는 치수/형상최적설계에 비하여 설계변수가 많기 때문에 기존의 등가하중법을 그대로 적용할 수 없기 때문에 위상최적설계를 위하여 등가하중법을 확장하고 수정한다. 간단한 예제를 통하여 등가하중법을 이용한 위상최적설계 결과가 수치적으로 도출한 결과와 유사함을 보이고 실제 공학 예제의 위상최적설계를 통하여 기존의 선형 정적 위상최적설계와 결과를 비교한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권12호
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• pp.1403-1413
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• 2014

구조최적설계는 구조물의 성능 개선을 추구하며, 항공 및 자동차의 설계 등에서 사용된다. 최근에는 구조최적설계를 위한 상용 소프트웨어들이 잘 개발되어 있기 때문에 산업 분야에서 쓰임이 활발해지는 추세이다. 본 연구에서는 구조최적설계 상용 소프트웨어 중에서 많이 사용되는 Genesis, MSC. Nastran과 OptiStruct에 대해 성능 비교 연구를 수행한다. 최적설계의 관점에서 소프트웨어 성능은 설계결과의 우수성과 수행에 소요된 CPU 시간으로 평가할 수 있다. 치수최적설계, 형상최적설계와 위상최적설계에 대하여, 구조 예제들을 풀이한다. 공정한 비교를 위하여 구조최적설계의 수행 환경과 방법은 동일하게 통일한다. 또한 최적설계 결과를 분석하고 각 소프트웨어의 성능과 특징에 대해 토의한다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1163-1164
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• 2013

• 한국가스학회지
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• 제10권2호
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• pp.40-46
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• 2006

본 논문은 다구찌 실험 설계법을 이용하여 O-링을 장착하는데 필요한 사각 그루브의 최적설계를 위해 FEM으로 최대코시응력과 최대변형률에 대하여 해석하였다. 다구찌 설계방법은 LPG 충전노즐의 내경측에 밀봉을 위해 설치하는 O-링 그루브의 설계변수를 최적화 하는데 대단히 유용하다. FEM과 함께 다구찌 설계기법을 적용하여 계산된 해석결과에 따르면, 최적화 설계치수를 단지 9번의 반복 실험법에 의해 설계변수의 치수를 최적의 조건으로 얻을 수 있다는 측면에서 간편한 최적설계 기술이다. 이것은 다구찌 설계 실험법이 사각형상의 O-링 그루브를 설계하는 간단한 방법으로 대단히 유용하다는 것이다. 다구찌 설계기법에 기초한 해석결과에 의하면, O-링 그루브의 기하학적 형상에 대한 최적치수는 h=2.5mm, d=2.74 mm, c=0.15 mm, w=3.0 mm으로 각각 요약될 수 있다. 본 연구는 공급된 LPG 가스압력이 18 $kg/cm^2$인 상태에서 밀봉성과 안전성을 고려하면 초기압축률은 8.7%로 유지하는 것이 가장 효과적이라는 사실을 제공한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권2호
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• pp.213-221
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• 2011

알루미늄 재질의 도시철도차량 차체의 경량화를 위해 이중 판재구조로 이루어진 철도차량용 알루미늄 압출재의 최적설계를 수행하였다. 위상최적설계 기법을 이용하여 알루미늄 차체에서 가장 큰 중량을 차지하는 하부 프레임 베이스 플레이트의 경량화된 위상을 도출하였고, 이를 기반으로 압출재 부재별 치수 최적화를 수행하였다. 하부 프레임 다음으로 큰 중량을 차지하는 측면 프레임 압출재에 대해서는 치수 최적화를 통하여 경량설계를 수행하였다. 최적설계안과 현재 설계의 최대발생응력과 최대 변형량을 비교하여 최적설계결과의 타당성을 검증하였다. 이 과정을 통하여 언더프레임과 사이드프레임의 중량을 현재보다 평균 12% 줄일 수 있었고, 차체 전체로는 8.5%의 경량화 효과를 얻었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권9호
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• pp.1099-1107
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• 2013

본 연구에서는 알루미늄 압출재로 구성된 한국형 표준전동차모델(K-EMU)의 차체를 대상으로 치수 최적설계와 구조체 소재 변경을 통한 경량화방안에 대해 연구하였다. 우선 K-EMU 차체의 하부구조, 측벽구조, 단부구조의 부재별 두께를 현재의 압출가능 두께를 적용하여 치수 최적화 기법으로 약 14.8% 경량화 하였다. 그리고 치수최적설계 된 K-EMU 차체에 유지보수성이 좋은 고장력강(SMA570)재질의 프레임타입 하부구조를 적용하여 초기 K-EMU 차체대비 약 3.8% 경량화 된 하이브리드 차체를 도출하였다. 마지막으로 샌드위치 복합재를 하부구조와 지붕구조에 적용하여 초기 K-EMU 차체대비 약 30% 경량화 된 초경량 하이브리드 차체를 도출하였다. 도출된 차체 모델들은 모두 전동차 구조체 하중시험법을 만족하였다.