• 제목/요약/키워드: Non-Linear Optimization

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삼차원 Navier-Stokes 해석을 이용한 원심다익송풍기의 최적설계 (Design Optimization of A Multi-Blade Centrifugal Fan with Navier-Stokes Analysis)

  • 서성진;김광용
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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    • pp.2157-2161
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    • 2003
  • In this paper, the response surface method using three-dimensional Navier-Stokes analysis to optimize the shape of a forward-curved blades centrifugal fan, is described. For numerical analysis, Reynolds-averaged Navier-Stokes equations with standard k-e turbulence model are transformed into non-orthogonal curvilinear coordinate system, and are discretized with finite volume approximations. Due to the large number of blades in forward-curved blades centrifugal fan, the flow inside of the fan is regarded as steady flow by introducing the impeller force models for economic calculations. Linear Upwind Differencing Scheme(LUDS) is used to approximate the convection terms in the governing equations. SIMPLEC algorithm is used as a velocity-pressure correction procedure. Design variables, location of cur off, radius of cut off, expansion angle of scroll and width of impeller were selected to optimize the shapes of scroll and blades. Data points for response evaluations were selected by D-optimal design, and linear programming method was used for the optimization on the response surface. As a main result of the optimization, the efficiency was successfully improved. It was found that the optimization process provides reliable design of this kind of fans with reasonable computing time

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유전 알고리즘을 활용한 무인기의 다중 임무 계획 최적화 (Multi-mission Scheduling Optimization of UAV Using Genetic Algorithm)

  • 박지훈;민찬오;이대우;장우혁
    • 한국항공운항학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.54-60
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    • 2018
  • This paper contains the multi-mission scheduling optimization of UAV within a given operating time. Mission scheduling optimization problem is one of combinatorial optimization, and it has been shown to be NP-hard(non-deterministic polynomial-time hardness). In this problem, as the size of the problem increases, the computation time increases dramatically. So, we applied the genetic algorithm to this problem. For the application, we set the mission scenario, objective function, and constraints, and then, performed simulation with MATLAB. After 1000 case simulation, we evaluate the optimality and computing time in comparison with global optimum from MILP(Mixed Integer Linear Programming).

Generation Scheduling with Large-Scale Wind Farms using Grey Wolf Optimization

  • Saravanan, R.;Subramanian, S.;Dharmalingam, V.;Ganesan, S.
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제12권4호
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    • pp.1348-1356
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    • 2017
  • Integration of wind generators with the conventional power plants will raise operational challenges to the electric power utilities due to the uncertainty of wind availability. Thus, the Generation Scheduling (GS) among the online generating units has become crucial. This process can be formulated mathematically as an optimization problem. The GS problem of wind integrated power system is inherently complex because the formulation involves non-linear operational characteristics of generating units, system and operational constraints. As the robust tool is viable to address the chosen problem, the modern bio-inspired algorithm namely, Grey Wolf Optimization (GWO) algorithm is chosen as the main optimization tool. The intended algorithm is implemented on the standard test systems and the attained numerical results are compared with the earlier reports. The comparison clearly indicates the intended tool is robust and a promising alternative for solving GS problems.

컴플라이언트 메커니즘을 이용한 스윙 암 액추에이터의 설계 - 강성 효과를 고려한 다중목적 최적화 설계 - (Design of a Swing-arm Actuator using the Compliant Mechanism - Multi-objective Optimal Design Considering the Stiffness Effect)

  • 이충용;민승재;유정훈
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제30권2호
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    • pp.128-134
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    • 2006
  • Topology optimization is an effective scheme to obtain the initial design concept: however, it is hard to apply in case of non-linear or multi-objective problems. In this study, a modified topology optimization method is proposed to generate a structure of a swing arm type actuator satisfying maximum compliance as well. as maximum stiffness using the multi-objective optimization. approach. The multi-objective function is defined to maximize the compliance in the direction of focusing of the actuator and the second eigen-frequency of the structure. The design of experiments are performed and the response surface functions are formulated to construct the multi-objective function. The weighting factors between conflicting functions are determined by the back-error propagation neural network and the solution of multi-objective function is acquired using the genetic algorithm.

지연귀환을 통한 불확실 시간지연 시스템의 비약성 성능보장 제어기 설계 (Non-fragile Guaranteed Cost Controller Design for Uncertain Time-delay Systems via Delayed Feedback)

  • 권오민;박주현
    • 전기학회논문지
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    • 제57권3호
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    • pp.458-465
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    • 2008
  • In this paper, we propose a non-fragile guaranteed cost controller design method for uncertain linear systems with constant delyas in state. The norm bounded and time-varying uncertainties are subjected to system and controller design matrices. A quadratic cost function is considered as the performance measure for the system. Based on the Lyapunov method, an LMI(Linear Matrix Inequality) optimization problem is established to design the controller which uses information of delayed state and minimizes the upper bound of the quadratic cost function for all admissible system uncertainties and controller gain variations. Numerical examples show the effectiveness of the proposed method.

영구자석 여자 횡축형 선형전동기의 추력맥동 저감 제어기법 (Control Method for Minimizing Thrust Ripple of PM Excited Transverse Flux Linear Motor)

  • 안종보;강도현;김지원;정수진;임태윤;박준호
    • 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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    • 제53권1호
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    • pp.16-23
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    • 2004
  • Permanent magnet-excited transverse flux linear motor(TFLM) is known to have more excellent ratio of force to weight than any other linear motors. But, thrust generated by phase current is non-linear with regard to current and relative position like switched reluctance motor. This makes current and speed controller design difficult. This paper presents a method on minimization of thrust ripple of permanent magnet-excited transverse flux linear motor. Using genetic algorithm(GA), optimal current waveform can be found under the constraint conditions such as current limit, minimum of ohmic loss and limited rate of change of current etc. The effectiveness is verified through computer simulation and experimental test results.

등가정하중을 이용한 튜브 하이드로포밍 공정 최적설계에 관한 기초연구 (Preliminary Study on Optimization of the Tube Hydroforming Process Using the Equivalent Static Loads)

  • 장환학;박경진;김태경
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제39권3호
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    • pp.259-268
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    • 2015
  • 본 논문은 등가정하중을 이용하여 튜브 하이드로포밍 공정을 위한 최적설계를 제안한다. 튜브 하이드로포밍 공정의 최적설계는 유체의 압력과 축 방향 압입량에 대한 적절한 하중경로를 결정하고, 이를 통하여 성형해석 후 결함이 없는 원하는 형상의 제품을 얻는 것을 목적으로 한다. 그러나 기존의 등가정하중법은 하중을 설계변수로 고려하지 못한다. 또한 튜브 하이드로포밍 공정의 최적설계에서 고려하는 비선형 두께 응답을 고려하기 위한 최적화가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 튜브 하이드로포밍 공정의 최적설계에 적합한 새로운 등가정하중을 제시한다. 또한 새로운 등가정하중을 이용한 최적설계 프로세스를 제시한다. 제시한 최적설계방법의 사용 가능성은 예제를 통하여 확인한다.

터빈 블레이드 형상 최적설계를 위한 전산 직교배열 기반 피로수명 예측 모델 개발 (Development of Computational Orthogonal Array based Fatigue Life Prediction Model for Shape Optimization of Turbine Blade)

  • 이광기;한승호
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권5호
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    • pp.611-617
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    • 2010
  • 터빈 블레이드와 같은 시스템의 피로수명은 형상 설계변수의 변화에 따라 비선형적으로 복잡하게 나타난다. 방대한 계산시간이 요구되는 이러한 시스템의 CAE 기반 파라메트릭 설계최적화 문제에 근사기법인 크리깅 메타모델 방법이 활용되고 있다. 본 연구에서는 터빈 블레이드의 피로수명을 향상시키기 위하여, 설계변수 변화에 따른 피로수명의 비선형성을 고려함은 물론 직교성과 균형성을 모두 만족하는 다 수준 전산 실험계획법을 수행하여 크리깅 메타모델을 구축하였다. 크리깅 메타모델로부터 만족도 함수를 적용하여 피로 수명을 최적화하였고, 몬테카를로 모의실험법을 적용한 식스시그마 최적설계를 수행하여 피로수명의 결함률을 향상시킨 최적해의 강건성을 확보하였다.

박판판재 경화를 고려한 다이 캠 드라이브의 구조해석 최적화에 대한연구 (A Study on the Structure Analysis Optimization of Die Cam Drive Considering the Thin Plate Hardening)

  • 이종배;김선삼;우창기
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권9호
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    • pp.5769-5777
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    • 2015
  • 프레스 가공에서 포밍이나 굽힘 등의 변형에 따라 판재는 가공경화를 발생하게 되며, 판재 경화와 가스 스프링 반력에 의한 캠 성형 과정에서 캠 및 판재의 변형과 미 성형이 발생하게 된다. 본 연구는 알루미늄 판재 성형 과정에서 판재경화를 고려한 응력, 변형이 주어진 판재 물성치와 캠 성형 압력에 맞게 입력 값으로 처리하였다. 그리고 유한요소 해석툴인 Hyperstudy와 Abaqus 연동으로 캠 형상을 비선형적으로 형상 최적화 해석을 수행 했다. 그 결과 판재의 변형이 제거 되면서 허용되는 최대, 최소 응력 범위와 최소 변형을 갖는 조건하에서 캠 형상을 최적화 하였다. 따라서 해석 결과를 통해 응력-변형 곡선과 응력-두께의 정규 분포도를 얻을 수 있었고, 또한 Iteration 처리로 판재 경화와 가스 스프링 반력을 고려한 다이캠 두께에 맞는 응력과 변형에 대한 최적화 형상을 얻을 수 있었다.