• 제목/요약/키워드: Optimal Design Parameters

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루버휜 최적 설계 및 최적 모델의 열유동 특성 분석 (Louvered Fin Heat Exchanger : Optimal Design and Numerical Investigation of Heat and Flow Characteristics)

  • 유기정;이관수
    • 설비공학논문집
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    • 제25권12호
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    • pp.654-659
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    • 2013
  • This paper presents a numerical optimization of louvered fins to enhance the JF factor in terms of the design parameters, including the fin pitch, the number of louvers, the louver angle, the fin thickness, and the re-direction louver length. We carried out a parametric study to select the three most important parameters affecting the JF factor, which were the fin pitch, number of louvers, and the louver angle. We optimally designed the louvered fin by using 3rd-order full factorial design, the kriging method, and a micro genetic algorithm. Consequently, the JF factor of the optimum model increased by 16% compared to that of the base model. Moreover, the optimum model reduced the pressure drop by 17% with a comparable heat transfer rate.

배기소음기의 음향해석 및 설계시스템 개발 (Development of an Analysis and Design System of Exhaust Mufflers)

  • 황원걸;이유엽;김기세;홍석기;박동철;정승균
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제11권4호
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    • pp.204-210
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    • 2003
  • A PC-based analysis and design system of exhaust muffler is described. It makes use of software packages such as Sysnoise and STAR-CD to calculate transmission loss(TL) and back pressure. The system is applied to redesign a main muffler of passenger car to improve its performance. The effects of design parameters on acoustic and pressure loss characteristics are examined. Taguchi method Is used to determine optimal combination of parameters which affects muffler performances such as TL and back pressure. Three models are chosen and compared in laboratory bench test and engine dynamometer test to prove their performances.

최적 위성추적 안테나 $H{\infty}$ 제어 시스템의 설계에 관한 연구 (A Study on Design of Optimal Satellite-Tracking Antenna $H{\infty}$ Control System)

  • 김동원;김호성;황현준
    • 전기전자학회논문지
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    • 제1권1호
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    • pp.19-30
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    • 1997
  • 인공위성 추적 안테나 제어 시스템은 로테이터에 해당하는 DC 서보모터에 의해 안테나의 방위각 및 앙각을 제어함으로써 인공위성의 현재 위치를 추적하고자 하는 시스템이다. 한편 제어 시스템의 설계를 위한 위성추적 시스템의 선형모델은 일반적인 DC 서보모터의 위치 제어 시스템과는 달리 바람에 의한 토오크 외란과 베어링 및 공기역학적 마찰로 인한 전달함수의 파라메타 변동이 존재하므로 이러한 시스템의 불확실성에도 불구하고 만족스러운 명령추종성를 가지는 강인한 제어 시스템의 설계가 요구된다. 본 연구에서는 유전 알고리즘을 사용하여 복잡한 최적화의 과정없이 가중치 함수와 설계 파라메타 ${\gamma}$를 동시에 최적화함으로써 시스템의 파라메타 변동에 대한 강인한 안정성과 기준모델에 따른 최적의 명령추종성을 가지는 위성추적 안테나 $H{\infty}$ 제어 시스템을 설계한다. 이를 위해 강인한 안정성을 가지는 해집단내에서 기준모델의 출력을 최적으로 추종하도록 유전 알고리즘을 사용하여 적절히 주어진 가중치 함수의 게인 및 동특성 파라메타와 설계 파라메타 ${\gamma}$를 동시에 최적화한다. 끝으로 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 설계된 위성추적 안테나 $H{\infty}$ 제어 시스템의 유용성을 확인한다.

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선박용 디젤엔진을 위한 새로운 MR 마운트의 최적설계 (Optimal Design of New Magnetorheological Mount for Diesel Engines of Ships)

  • 도쑤웬푸;박준희;우제관;최승복
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제23권3호
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    • pp.209-217
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    • 2013
  • 이 논문은 선박용 디젤엔진의 진동제어에 적용할 수 있는 MR 유체기반 마운트(MR 마운트)의 최적설계를 제시한다. 이 연구에서는 압착모드, 유동모드, 전단모드를 포함하는 혼합모드가 제안되었고 설계되었다. 효과적인 진동제어를 위하여 요구되는 MR 마운트의 작동 댐핑력을 결정하기 위하여 디젤엔진의 기진력이 분석되었다. 이 분석에서 V-type엔진이 고려되었으며 피스톤의 토크에서의 속도와 가스압력간의 관계를 유도하였다. 결과적으로 상업적으로 이용 가능한 MR 유체의 장의존적 유동특성과 기진력을 통합함으로써 적절한 MR 마운트의 크기가 설계되었다. 게다가 기하학적 제한조건이 고려된 최대 구동력을 얻기 위해 ANSYS를 이용하여 최적설계가 수행되었다. 자기밀도분석을 통해 바닥간격과 코일의 반지름과 같은 최적설계변수가 결정되었다.

Design tables and charts for uniform and non-uniform tuned liquid column dampers in harmonic pitching motion

  • Wu, Jong-Cheng;Wang, Yen-Po;Chen, Yi-Hsuan
    • Smart Structures and Systems
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    • 제9권2호
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    • pp.165-188
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    • 2012
  • In the first part of the paper, the optimal design parameters for tuned liquid column dampers (TLCD) in harmonic pitching motion were investigated. The configurations in design tables include uniform and non-uniform TLCDs with cross-sectional ratios of 0.3, 0.6, 1, 2 and 3 for the design in different situations. A closed-form solution of the structural response was used for performing numerical optimization. The results from optimization indicate that the optimal structural response always occurs when the two resonant peaks along the frequency axis are equal. The optimal frequency tuning ratio, optimal head loss coefficient, the corresponding response and other useful quantities are constructed in design tables as a guideline for practitioners. As the value of the head loss coefficient is only available through experiments, in the second part of the paper, the prediction of head loss coefficients in the form of a design chart are proposed based on a series of large scale tests in pitching base motions, aiming to ease the predicament of lacking the information of head loss for those who wishes to make designs without going through experimentation. A large extent of TLCDs with cross-sectional ratios of 0.3, 0.6, 1, 2 and 3 and orifice blocking ratios ranging from 0%, 20%, 40%, 60% to 80% were inspected by means of a closed-form solution under harmonic base motion for identification. For the convenience of practical use, the corresponding empirical formulas for predicting head loss coefficients of TLCDs in relation to the cross-sectional ratio and the orifice blocking ratio were also proposed. For supplemental information to horizontal base motion, the relation of head loss values versus blocking ratios and the corresponding empirical formulas were also presented in the end.

위성용 STAR TRACKER 광학계의 설계요소 선정 (SELECTION OF DESIGN PARAMETERS IN OPTICAL SYSTEM OF STAR TRACKER FOR A SATELLITE)

  • 나자경;김용하;이유
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제16권2호
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    • pp.273-284
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    • 1999
  • 위성용 star tracker의 국내 개발을 위한 기초 연구의 일환으로 광학계 설계 요소 선정 과정을 연구하였다. 논리적인 광학 요소 선정을 위해 CCD 센서에 결상된 별빛을 관련 전자회로에서 읽고, 처리하는 전 과정을 시뮬레이션하였다. 시뮬레이션으로부터 별의 등급과 성취 가능한 지향 정밀도간의 관계가 구해졌으며, 그 관계로부터 요구되는 star tracker의 지향 정밀도를 만족시키기 위한 최적의 광학요소를 유도하였다. 선정된 광학 요소들은 10 arcsec의 지향 정밀도를 갖는 star tracker의 광학계 설계에 사용되었다.

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타워크레인의 파일기초 최적설계 알고리즘 개발 (An Optimal Design Algorithm of Pile Supported Foundations of Tower Cranes)

  • 유상연;서덕석;김선국
    • 한국건축시공학회지
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    • 제9권5호
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    • pp.95-101
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    • 2009
  • 최근 건축물의 고층화에 따라 양중 계획의 중요성이 증대되고 있다. 타워크레인은 중요한 양중 장비로서의 역할을 수행하고 있으나, 구조적 안전사고 발생 시 그 피해가 매우 크므로 철저한 안정성검토가 선행되어야 한다. 타워크레인은 구조적 안정성을 확보하기 위해 횡지지 보강과 독립기초 및 파일기초 설계 등 안정성확보에 대한 고려가 매우 중요하며, 그 중 현장의 특수한 상황으로 인해 지내력 확보가 곤란하거나 더 이상 기초 사이즈를 증가시킬 수 없을 때 파일기초를 사용한다. 파일기초를 사용할 경우 독립기초 사용 시 보다 더 많은 안정성 검토 항목을 고려 해야하므로 체계적이고 철저한 검토가 필요하다. 본 연구는 파일기초 설계 시 파일기초의 기본적인 안정성 확보 뿐 만 아니라 최소의 비용 발생을 위한 최적설계 알고리즘 개발이 목적이며, 파일기초를 사용하는 고정식 트롤리타입의 타워크레인으로 연구 범위를 제한하여 진행한다. 타워크레인 파일 기초의 안정성 검토 항목과 절차, 최적설계에 관한 연구 결과물을 토대로 관련 업무 담당자의 업무 효율성을 향상 시킬 수 있을 뿐 아니라 파일 기초 설계에 투입되는 시간 및 비용의 절감효과를 기대 할 수 있다.

대용량 BLDC 전동기의 영구자석 형상 최적화를 통한 최적화 기법 연구 (A Study on the Optimization Strategy using Permanent Magnet Pole Shape Optimization of a Large Scale BLDC Motor)

  • 우성현;신판석;오진석;공영경;빈재구
    • 전기학회논문지
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    • 제59권5호
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    • pp.897-903
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    • 2010
  • This paper presents a response surface method(RSM) with Latin Hypercube Sampling strategy, which is employed to optimize a magnet pole shape of large scale BLDC motor to minimize the cogging torque. The proposed LHS algorithm consists of the multi-objective Pareto optimization and (1+1) evolution strategy. The algorithm is compared with the uniform sampling point method in view points of computing time and convergence. In order to verify the developed algorithm, a 6 MW BLDC motor is simulated with 4 design parameters (arc length and 3 variables for magnet) and 4 constraints for minimizing of the cogging torque. The optimization procedure has two stages; the fist is to optimize the arc length of the PM and the second is to optimize the magnet pole shape by using the proposed hybrid algorithm. At the 3rd iteration, an optimal point is obtained, and the cogging torque of the optimized shape is converged to about 14% of the initial one. It means that 3 iterations aregood enough to obtain the optimal design parameters in the program.

반파장 공명기를 장착한 모형연소실의 흡음특성에 대한 실험적 연구 (An Experimental Study on Acoustic Absorption in a Model Chamber with a Half-Wave Resonator)

  • 손채훈;박주현
    • 한국추진공학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.34-40
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    • 2008
  • 로켓엔진 연소기의 음향 안정성 향상을 위해, 반파장 공명기의 음향학적 설계인자를 실험적으로 연구하였다. 표준 음향시험 절차에 따라 음향파 응답 신호가 측정되었다. 감쇠인자와 흡음계수가 정량적으로 평가되었고, 이로부터 공명기의 음향감쇠 성능을 파악하였다. 공명기의 직경과 개수, 배치, 연소실의 직경이 설계 인자로 채택되었다. 공명기 직경이 증가함에 따라 음향감쇠 성능이 증가하였다. 연소실 단면에 대한 공명기의 면적비가 최적 값을 초과할 때 과감쇠가 발생하였고, 이로 인해 음향 감쇠 성능이 저하됨을 확인하였다. 공명기 직경이 증가할수록 작은 면적비에서 최적 흡음성능이 달성되었다.

대체냉매 공기조화기용 로터리 압축기의 성능향상을 위한 최적 토출계에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the High Performance Optimal Discharge System of a Rotary Compressor for an Air Conditioner using alternative Refrigerant R410a)

  • 윤영;정진택;민만기
    • 설비공학논문집
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    • 제13권2호
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    • pp.96-105
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    • 2001
  • R410a which is one of HFC refrigerants is being considered to be a promising replacement for R22 widely used in domestic air conditioners. The rolling piston type rotary compressors for R410a have lower energy efficiency than those for R22 because of the high pressure difference between a suction chamber and a discharge chamber in the compression mechanism. in addition, the re-expansion gas loss of the rotary compressor for R410a which occurs a ta clearance volume in a discharge port becomes larger than that for R22 due to high density of R410a refrigerant. Therefore, Pressure-Volume analyses for various design parameters of a discharge system were carried out to improve efficiency of a R410a rotary compressor. The results such as performance dta, over-compression loss, and re-expansion loss were acquired by P-V analyses and analyzed quantitatively. As a conclusion, the optimal specifications of several design parameters of a discharge system were obtained by analyzing P-V diagrams.

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