• Title/Summary/Keyword: 2 단계 최적화

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Optimum of Reinforced Concrete Framed Structures by Multilevel Decomposition (다단계분할법에 의한 철근콘크리트 뼈대구조의 최적화에 관한 연구)

  • 변근주;최홍식
    • Magazine of the Korea Concrete Institute
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    • v.1 no.1
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    • pp.87-94
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    • 1989
  • 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.

Automatic Design of Microwave Vortex Mode Generators Using Genetic Algorithm (GA) (유전 알고리즘을 이용한 초고주파 회전 모드 생성기 자동 설계)

  • Cho, Yong-Heui
    • Proceedings of the Korea Contents Association Conference
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    • 2018.05a
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    • pp.5-6
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    • 2018
  • 무선 통신 자원의 효율적인 사용을 위해 제안된 회전 모드 시스템을 구성하는 핵심 장치인 회전 모드 생성기를 2단계 유전 알고리즘을 이용해 자동으로 설계했다. 1단계 최적화로 회전 모드 생성기의 필요 부품 개수와 개별 부품 배치를 먼저 결정하고, 2단계 최적화로 각 부품의 세부 사항을 최적화하였다. 2단계 유전 알고리즘에 의하면 필요 부품 개수는 5개이며, 동일한 결과를 도출하는 세부 부품 배치도는 4종류였다.

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Early Separation of Filter and Refinement Steps in Spatial Query Optimization (공간 질의 최적화에서 여과 및 정제 단게의 조기 분리)

  • Park, Ho-Hyeon;Lee, Chan-Geun;Lee, Yong-Ju;Jeong, Jin-Wan
    • Journal of KIISE:Software and Applications
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    • v.26 no.3
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    • pp.353-364
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    • 1999
  • 공간 데이터베이스는 일반 관계형 데이터베이스나 객체지향 데이터베이스에 비해 다음과 같은 특징을 가진다. 첫째, 공간 데이터베이스에서의 질의는 공간 질의와 비공간 질의가 섞여서 들어 온다. 둘째, 공간 질의는 비공간 질의에 비해 데이터의 복잡성과 방대함으로 인해 주로 2 단계(여과 단계 및 정제 단계)로 나누어 처리되었다. 셋째, 공간 객체들은 대부분 공간 색인을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 공간 데이터베이스의 특성을 잘 반영하는 질의 최적화 기법을 제안한다. 첫 번째 방법으로 질의 수행 단계 이전의 최적화 단계에서부터 여과 및 정제를 분리하여 생각하는 것이다. 두 번째 방법으로는 복잡한 질의에 대해서 각각의 공간 연산을 여과/정제 단계로 분리한후 여러 정제 단계 연산들을 합쳐 한꺼번에 처리 할수 있고 여러 여과 단계 연산들도 마찬가지로 합쳐질 수 있다. 본 논문에서는 또한 여과/정제를 질의 최적화 단계에서 분리한 여과/정제 조기 분리 (ESFAR) 최적화 기법에 대한 규칙 기반 질의 최적화 기법을 제안한다.

Structural Topology Optimization Using Two-level Dynamic Condensation Scheme (2단계 동적 축소법을 적용한 구조물의 위상 최적 설계)

  • Park Soo-Hyun;Kim Hyun-Gi;Cho Maeng-Hyo
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.19 no.2 s.72
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    • pp.213-219
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    • 2006
  • Topology optimization problem requires numerous repeated evaluations of objective function and design sensitivity for elements within design domain with various density distributions. The recently proposed two-level condensation scheme(TLCS) is very promising for the construction of reduced system and for an accurate and efficient analysis concerned about eigenvalue and dynamic problems. We used the two-level dynamic condensation scheme for the analysis and sensitivity computation part in the structural topology optimization problem. The results of the topology optimization for the reduced system show the TLCS provides high accuracy and computation efficiency compared to the full scale system within engineering accuracy.

A Perceptive Opinion on Design Optimization for Shell Structures (쉘 구조물의 설계최적화에 대한 인식적인 견해)

  • 이상진
    • Computational Structural Engineering
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    • v.17 no.2
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    • pp.24-30
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    • 2004
  • 21세기에 들어서면서 구조설계최적화 알고리듬이 성숙 단계에 이르렀다. 이 단계에 도달하기까지 설계최적화와 관련한 매우 다양한 개념이 소개되었으며 이러한 개념은 구조물의 성능을 향상시키기 위한 컴퓨터 시뮬레이션 도구의 개발로 이어지고 있다. (중략)

A Permanent Magnet Pole Shape Optimization for a BLDC Motor by using Response Surface Method (Response Surface Method를 이용한 소형 BLDC 전동기의 영구자석 형상 최적화 연구)

  • Woo, Sung-Hyun;Chung, Hee-Joon;Chung, Hyun-Koo;Shin, Pan-Seok
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2007.10c
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    • pp.129-131
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    • 2007
  • BLDC 모터의 진동 및 소음의 원인인 영구자석과 슬롯 개구부 형상에 의한 코깅토크를 저감시키기 위하여, RSM(Response Surface Method)과 FEM(Finite Element Method)를 이용하여 영구자석의 형상을 최적화 하였다. 최적화 과정은 총 2단계에 걸쳐 진행되었다. 1단계에서는 영구자석의 자극간격을 구하고, 2단계에서 자석의 형상을 변화시저 최적화한 결과, 최적화 전 후의 코깅도가, 최대 0.051[N.m]에서 0.029[N.m]로 약 50% 감소하였다.

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Optimal Design of Reinforced Concrete Frames using Sensitivity Analysis (설계민감도를 이용한 철근콘크리트 뼈대구조의 최적화)

  • Byun, Keun Joo;Choi, Hong Shik
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.9 no.1
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    • pp.33-40
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    • 1989
  • In the design of reinforced concrete framed structures, which consist of various design variables, the objective and the constraint functions are formulated in complicated forms. Usually iterative methods have been used to optimize the design variables. In this paper, multilevel formulation is adopted, and design variables are selected in reduced numbers at each level, to reduce the iterative cycle and to accelerate the convergence rate. At level 1, elastic analysis is performed to get the upper and lower bounds of the redistributed design moments due to inelastic behavior of the frame. Then the design moments are taken as design variables and optimized at level 2, and the sizing variables are optimized at level 3. The optimization of redistributed moments is performed using the design sensitivity obtained at the level 2, and force approximation technique is used to reflect the variation of design variables in the lower level to the upper level. The design variables are selected in reduced numbers at each level, and the optimization formulation is simplified effectively. A cost function is taken as the objective function, and the constraints of the stress of the structures are derived from BSI CP 110 following limit state theory. Numerical examples are included to prove the effectiveness of the developed algorithm.

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The Availability of the step optimization in Monaco Planning system (모나코 치료계획 시스템에서 단계적 최적화 조건 실현의 유용성)

  • Kim, Dae Sup
    • The Journal of Korean Society for Radiation Therapy
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    • v.26 no.2
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    • pp.207-216
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    • 2014
  • Purpose : We present a method to reduce this gap and complete the treatment plan, to be made by the re-optimization is performed in the same conditions as the initial treatment plan different from Monaco treatment planning system. Materials and Methods : The optimization is carried in two steps when performing the inverse calculation for volumetric modulated radiation therapy or intensity modulated radiation therapy in Monaco treatment planning system. This study was the first plan with a complete optimization in two steps by performing all of the treatment plan, without changing the optimized condition from Step 1 to Step 2, a typical sequential optimization performed. At this time, the experiment was carried out with a pencil beam and Monte Carlo algorithm is applied In step 2. We compared initial plan and re-optimized plan with the same optimized conditions. And then evaluated the planning dose by measurement. When performing a re-optimization for the initial treatment plan, the second plan applied the step optimization. Results : When the common optimization again carried out in the same conditions in the initial treatment plan was completed, the result is not the same. From a comparison of the treatment planning system, similar to the dose-volume the histogram showed a similar trend, but exhibit different values that do not satisfy the conditions best optimized dose, dose homogeneity and dose limits. Also showed more than 20% different in comparison dosimetry. If different dose algorithms, this measure is not the same out. Conclusion : The process of performing a number of trial and error, and you get to the ultimate goal of treatment planning optimization process. If carried out to optimize the completion of the initial trust only the treatment plan, we could be made of another treatment plan. The similar treatment plan could not satisfy to optimization results. When you perform re-optimization process, you will need to apply the step optimized conditions, making sure the dose distribution through the optimization process.

Optimal Configuration of the Truss Structures by Using Decomposition Method of Three-Phases (3단계(段階) 분할기법(分割技法)에 의한 평면(平面)트러스 구조물(構造物)의 형상(形狀) 최적화(最適化)에 관한 연구(硏究))

  • Lee, Gyu Won;Song, Gi Beom
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.12 no.3
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    • pp.39-55
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    • 1992
  • In this research, a Three Level Decomposition technique has been developed for configuration design optimization of truss structures. In the first level, as design variables, behavior variables are used and the strain energy has been treated as the cost function to be maximized so that the truss structure can absorb maximum energy. For design constraint of the optimal design problem, allowable stress, buckling stress, and displacement under multi-loading conditions are considered. In the second level, design problem is formulated using the cross-sectional area as the design variable and the weight of the truss structure as the cost function. As for the design constraint, the equilibrium equation with the optimal displacement obtained in the first level is used. In the third level, the nodal point coordinates of the truss structure are used as coordinating variable and the weight has been taken as the cost function. An advantage of the Three Level Decomposition technique is that the first and second level design problems are simple because they are linear programming problems. Moreover, the method is efficient because it is not necessary to carry out time consuming structural analysis and techniques for sensitivity analysis during the design optimization process. By treating the nodal point coordinates as design variables, the third level becomes unconstrained optimal design problems which is easier to solve. Moreover, by using different convergence criteria at each level of design problem, improved convergence can be obtained. The proposed technique has been tested using four different truss structures to yield almost identical optimum designs in the literature with efficient convergence rate regardless of constraint types and configuration of truss structures.

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Three-Dimensional Offshore Wind Turbine Blade Design by using Efficient Two Step Optimization (효율적인 2단계 최적화를 통한 3차원 해상풍력터빈 블레이드 설계)

  • Lee, Ki-Hak;Hong, Sang-Won;Jeong, Ji-Hoon;Kim, Kyu-Hong;Lee, Dong-Ho;Lee, Kyung-Tae
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2007.06a
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    • pp.432-436
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    • 2007
  • 본 연구의 목적은 3차원 풍력터빈 블레이드 최적형상설계를 위한 실용적이고 효율적인 설계 과정을 구현하는 것이다. 국내 연안의 해상풍력에 적용하기 위해서 통계적 모델을 이용하여 풍황 자료를 분석하였다. 설계에 관련된 많은 수의 설계변수를 효과적으로 관리하기 위해서 설계과정은 운용조건 최적화와 블레이드 형상설계의 2단계로 구성하였다. 실험계획법에 의해 추출된 각 운용조건점은 형상설계를 위한 입력값으로 제공된다. 형상설계 단계에서는 최소에너지손실 조건과 결합된 BEMT를 이용하여 각 블레이드 단면에서의 시위길이와 피치각 분포를 최적화하였다. 블레이드 단면 익형은 NREL S830을 이용하였고, 익형의 공력성능은 XFOIL을 이용하여 예측하였다. 설계된 블레이드 형상의 성능해석을 수행하고 그 결과를 바탕으로 반응면을 구성하였다. 좀 더 나은 성능을 가진 블레이드 형상을 찾기 위해서 초기설계공간에서 확률적 방법을 이용하여 타당성 있는 설계공간까지 운용조건 설계변수를 이동시키고 구배최적화 기법을 통해 각각의 제약함수를 만족하면서 연평균발생에너지를 최대로 하는 최적블레이드 형상을 구현하였다. 제시된 최적설계과정은 풍력터빈블레이드 개발에 실용적이고 신뢰성 있는 설계툴로서 사용이 가능하다.

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