• 대한조선학회논문집
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• 제32권4호
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• pp.64-72
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• 1995

본 연구에서는 조화기진력이 작용하는 구조물에서 보조변수법을 사용하여 치수설계 민감도가 계산되었다. 제한함수는 구조물의 진동응력이고 설계변수는 막구조의 두께, 보구조의 굽힘관성모멘트, 봉구조의 응력이며 신뢰성있는 민감도값이 계산되었다. 민감도값의 크기와 방향이 plot되어 응력에 민감한 부분이 인지되고 정확도는 유한차분치와 비교되었으며, 또한 계산된 민감도가 사용되어 three-bar 구조물의 제한조건이 만족되고 중량이 최소화되는 최적설계가 수행되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.9-18
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• 2015

본 논문에서는 애조인 설계민감도(DSA)를 사용하여 평형상태의 열전도문제에서 수치적으로 얻어진 위상 최적설계를 실험적으로 검증하였다. 애조인 변수법을 이용하면 해석에서 사용되었던 행렬시스템을 애조인 문제를 풀 때 그대로 활용가능하기 때문에 설계민감도를 얻는데 필요한 계산을 매우 효율적으로 수행할 수 있다. 위상 최적설계를 위해서 설계변수는 정규화된 재료밀도 함수로 정하였다. 목적함수는 구조물의 열 컴플라이언스이고 제한조건은 허용 가능한 재료량이다. 또한 열화상카메라를 활용하여 이러한 위상 최적설계로 얻어진 수치적 결과를 부피가 동일하도록 직관적으로 설계된 디자인과 비교하여 실험적으로 검증하였다. 위상 최적설계로 얻어진 결과를 실제로 제작하기 위해 간단한 수치기법을 통해 점 정보로 변환한 후 역설계 상용프로그램을 이용하여 CAD 모델링을 수행한다. 이를 바탕으로 위상 최적설계 결과를 CNC(Computerized Numerically Controlled machine tools) 선반으로 제작하였다.

• 소음진동
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• 제8권2호
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• pp.267-273
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• 1998

This study aims at performing sensitivity analysis of piezoelectric smart structure for minimizing radiated noise from the structure, The structure consists of a flat plate on which disk shaped piezoelectric actuator is mounted, and finite element modeling is used for the structure. The finite element modeling uses a combination of three dimensional piezoelectric, flat shell and transition elements so thus it can take into account the coupling effects of the piezoelectric device precisely and it can also reduce the degrees of freedom of the finite element model. Electric potential on the piezoelectric actuator is taken as a design variable and total radiated power of the structure is chosen as an objective function. The objective function can be represented as Rayleigh's integral equation and is a function of normal displacements of the structure. For the convenience of computation, all degrees of freedom of the finite element equation is condensed out except the normal displacements of the structure. To perform the design sensitivity analysis, the derivative of the objective function with respect to the normal displacements is found, and the derivative of the norma displacements with respect to the design variable is calculated from the finite element equation by using so called the adjoint variable method. The analysis results are compared with those of the finite difference method, and shows a good agreement. This sensitivity analysis is faster and more accurate than the finite difference method. Once the sensitivity analysis program is used for gradient-based optimizations, one could achieve a better convergence rate than non-derivative methods for optimal design of piezoelectric smart structures.

• 대한토목학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.1-9
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• 1990

기하학적 비선형구조의 설계민감도 해석을 위해 기준체적과 수반구조개념을 이용한 변분법이 응용되었다. 일반적인 설계민감도식을 사용하였고 이상화된 구조모형에는 비선형 유한요소과정을 이용하였다. 수치예를 통하여 기하학적 비선형 구조거동에 대한 설계민감도 해석에서 변분법의 유용성과 효용성을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 추계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.124-127
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• 2002

This paper presents a 3D shape optimization algorithm for electromagnetic devices using the design sensitivity analysis with finite element method. The structural deformation analysis based on the deformation theory of the elastic body under stress is used for mesh renewing. The design sensitivity and adjoint variable formulae are derived for the 3D nonlinear finite element method with edge element. The proposed algorithm is applied to the shape optimization of 3D electromagnet to get a uniform flux density at the air gap.

• 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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• 제49권5호
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• pp.327-337
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• 2000

In this paper, the design sensitivity formula for the control of the transient temperature distribution is developed using the direct differentiation method, and used for the optimal design of induction heating coil position. The temperature distribution is calculated using the heat source of the induced eddy current and heat diffusion equation. The physical property variations of the workpiece depending on the temperature are considered. The eddy current distribution and the temperature distribution are calculated with the 2D finite element procedure. The adjoint variable technique is employed in expressing the design sensitivity. The goal of the design is to have the desired distribution of the temperature on a specific region of the sensitivity. The goal of the design is to have the desired distribution of the temperature on a specific region sensitivity. The goal of the design is to have the desired distribution of the temperature on a specific region of the workpiece. The numerical example shows that the proposed design sensitivity analysis for the control of the transient temperature distribution is very useful and practical in the optimal design of induction heating coils.

• 대한기계학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.82-87
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• 1987

본 논문에서는 열전달문제 역시 변분형으로 전환될 수 있음에 착안하여 전미 분 개념을 도입해서 전도와 대류가 있는 열전달모델에서 주어진 면적 제한조건을 만족 시키며 지정된 경계에서의 온도가 주어진 온도에 가장 근접할 수 있는 모델의 형상을 찾는 방법을 연구하였다. 어떤 물질의 열전달 상태를 바꾸어 경계에서의 온도를 원 하는 바대로 조정하는 문제는 실제 공정에서 중요한 경우가 많다.해석시 열전달 상 태 방정식과 adjoint식은 6절점 삼각형 등계수 요소의 유한 요소법을 이용하여 해석하 였다.설계민감도의 정확한 계산을 위해서는 임의의 형상변화에 따른 경계에서의 수 치적분이 정확해야 하므로 경계를 곡선으로 표시할 수 있는 등계수 요소가 필요하다. 설계 민감도 해석이 진행된 후에는 최적화 기법의 하나인 미분벡터 투영법(Gradient Projection Method)을 사용하여 최적화를 시도했다. 최적설계 과정중 매번 계산결과 에 의해 형상의 변화가 진행되므로 그때마다 유한 요소 모델을 적절히 변화시켜 주어 야 한다. 모델의 경계는 3차함수로 근사화하여 형상이 부드러운 곡선이 되도록 했 으며 설계변수는 근사화한 3차함수를 결정할 수 있도록 정하면 되나 본 연구에서는 모 델의 변화에 따른 y좌표의 변화는 없다고 가정하여 모델경계의 세점을 취해 그 점들의 x좌표를 설계변수로 했다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1996년도 하계학술대회 논문집 A
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• pp.154-156
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• 1996

A new method for electric resistivity tomography(ERT) is developed for geophysical inverse problems by adapting the sensitivity analysis. The outputs of the potential electrodes are computed using two dimensional finite element method in the wave number space by Fourier transforming the governing equations. The resistance distribution in the region of interests, which makes the computed potential distribution coincide with the measured potential, is found by minimizing the objective function using an optimization method. In this process the sensitivity analysis is introduced in order to compute the derivatives of the objective function. And an adjoint variable method is used to save the computational efforts for sensitivity coefficients.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1993년도 가을 학술발표회논문집
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• pp.98-105
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• 1993

A method for shape design sensitivity analysis for axisymmetric shells of general shapes is developed. The basic approach is to divide the structures into many segments. For each of the segments, the formula for a shallow arch or shell can be applied and the results assembled. To interconnect those segments, the existing sensitivity formula, obtained for a variation only in the direction perpendicular to the plane on which the structure is mapped, has been extended to include a variation normal to the middle surface. The method follows the adjoint variable approach based on the material derivative concept as established in the literature. Numerical examples are taken to illustrate the method and the applicability to practical design problems.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.651-652
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• 2008

This research presents a multi-objective optimal design employing topological approach to maximize magnetic energy while minimizing structural deformation which is caused by magnetic reluctance force and magnetostriction. A design sensitivity formula is derived by employing the adjoint variable method (AVM) to avoid numerous sensitivity evaluations for a coupled magneto-mechanical analysis. The sensitivity analysis is verified using the finite difference method (FDM) in a C-shape actuator. A linear actuator used in a home appliance is examined for optimal design and demonstrates the strength of the proposed topology optimization approach.