• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제7권4호
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• pp.353-369
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• 2020

This paper presents the flutter analysis and optimum design of axially functionally graded box beam cantilever wing section by considering various geometric and material parameters. The coupled dynamic equations of the continuous model of wing system in terms of material and cross-sectional properties are formulated based on extended Hamilton's principle. By expressing the lift and pitching moment in terms of plunge and pitch displacements, the resultant two continuous equations are simplified using Galerkin's reduced order model. The flutter velocity is predicted from the solution of resultant damped eigenvalue problem. Parametric studies are conducted to know the effects of geometric factors such as taper ratio, thickness, sweep angle as well as material volume fractions and functional grading index on the flutter velocity. A generalized surrogate model is constructed by training the radial basis function network with the parametric data. The optimized material and geometric parameters of the section are predicted by solving the constrained optimal problem using firefly metaheuristics algorithm that employs the developed surrogate model for the function evaluations. The trapezoidal hollow box beam section design with axial functional grading concept is illustrated with combination of aluminium alloy and aluminium with silicon carbide particulates. A good improvement in flutter velocity is noticed by the optimization.

• 신재생에너지
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• 제8권2호
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• pp.6-13
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• 2012

Due to global warming, the need to secure an alternative resource has become more important nationally. Having very strong current on the west coast with up to 10 m tidal range, there are many suitable site for the application of TCP (Tidal Current Power) in Korea. On the south west regions between many islands that create strong current in the narrow channels. The rotor is one of the essential components which can convert tidal current energy into rotational energy to generate electricity. The design optimization of rotor is very important to maximize the power production. The performance of rotor can be determined by various parameters including number of blades, shape, sectional size, diameters and etc. This paper introduces the multi-layer vertical axis tidal current power system which can be applied to offshore jetties and piers effectively. Various cases of VAT turbine were designed. Specifically, the number of blades and turbine shape are changed in several cases. Also, performance analysis was carried out by CFD.

• 품질경영학회지
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• 제48권1호
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• pp.69-86
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• 2020

Purpose: This study aims to determine the optimal conditions for the spot welding process that mechanically connects the case of a cylindrical secondary battery and the negative tab. Methods: We use 33 factorial design to derive the optimal conditions for the spot welding process. The pulling strength, the cross-sectional area of nugget, and the shock test life are selected as response variables, which can represent the resistance welding quality. The input variables are selected as the welding time, welding voltage, and pressure, which are the controllable factors in the spot welding process. Results: The main effects of welding time and welding voltage and the interaction effect of welding time and welding voltage are significant. Conclusion: The optimal conditions for the spot welding process to mechanically join the negative electrode tab of the cylindrical secondary battery and the battery case are developed. The result shows that the pulling strength is increased by 44% compared to before improvement under optimal conditions.

• 대한토목학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.23-38
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• 1990

본(本) 연구(硏究)에서는 다재하조건(多載荷條件), 허용응력(許容應力), 좌굴응력(座屈應力), 변위(變位), 고유진동수(固有振動數) 제약(制約)을 고려(考慮)한 트러스 구조물(構造物)의 형상(形狀)을 효율적(效率的)으로 최적화(最適化)하기 위해서 Two-Levels 분할(分割) 최적화(最適化) 기법(技法)을 택(擇)하고 Level 1에서는 허용방향법(許容方向法)에 의(依)한 단면(斷面) 최적화(最適化), Level 2에서 Powell 1법(法)의 일방향(一方向) 탐사법(探査法)에 의(依)한 목적함수(目的函數)만이 최소(最小)가 되도록 형상(形狀)을 최적화(最適化)하였다. 본 연구(硏究)의 알고리즘을 트러스의 구조모형(構造模型)에 적용(適用)하여 얻어진 연구(硏究) 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 본(本) 연구(硏究)의 알고리즘은 트러스의 형태(形態), 재하조건(載荷條件), 정적제약조건(靜的制約條件), 고유진동수(固有振動數) 제약조건(制約條件) 등(等)에 구애받지 않고 효율적(效率的)으로 수렴(收斂)함을 알 수 있다. 2. 트러스 구조물(構造物)의 최적형상(最適形狀)은 고려(考慮)되는 제약조건식(制約條件式)에 따라 대단(大端)히 상이(相異)함을 알 수 있다. 3. 동일(同一)한 설계조건하(設計條件下)에서 트러스의 기하학적형태(幾何學的形態)를 고정(固定)시키고 단면(斷面)만을 최적화(最適化)한 경우 보다 본(本) 연구(硏究)의 알고리즘에 의(依)하여 트러스의 형상(形狀)까지도 최적화(最適化)한 경우에는 트러스의 초기(初期)의 기하형태(幾何形態)와 설계조건(設計條件)에 따라 다소(多少) 차이(差異)가 있겠지만 중량(重量)을 상당(相當)히 감소(減少)시킬 수 있다는 사실(事實)을 알 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.269-275
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• 2020

본 연구에서는 초고성능 콘크리트를 적용한 경량 프리캐스트 패널 개발의 일환으로 단면 두께와 철근 배근 유무에 따른 패널의 휨 재하 실험을 수행하였다. 일반 콘크리트 패널 1개와 초고성능 콘크리트를 사용한 경량 프리캐스트 패널 3개로서 총 4개의 패널을 제작하였다. 초고성능 콘크리트를 사용하고 철근을 보강하지 않은 패널은 단면 크기와 상관없이 일반 콘크리트 패널에 비해 휨 성능이 저하되는 것으로 나타났다. 초고성능 콘크리트를 적용한 속빈 단면에 콘크리트 양을 감소시킨 패널은 일반 콘크리트 패널에 비해 휨 성능이 150% 향상되었다. 이는 초고성능 콘크리트를 사용한 프리캐스트 패널의 단면 최적화 설계를 통해 더욱 경량화가 가능할 것으로 판단된다. 초고성능 콘크리트를 사용한 경량 프리캐스트 패널을 실제 구조물에 적용하기 위해서는 전단 성능과 연결 상세에 대한 추가 검토가 필요할 것으로 판단된다.

• Physical Therapy Rehabilitation Science
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• 제12권3호
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• pp.229-239
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• 2023

Objective: Patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD) may experience reduced physical activity and quality of life (QoL) due to decreased pulmonary function. The purpose of this study was to investigate the level of pulmonary function, physical activity, and QoL of COPD patients. Design: Cross-sectional observational study. Methods: This study examined the published data of the Korea National Health and Nutrition Examination Survey in 2015-2019. Among 39,759 subjects who participated for 5 years, data from 151 patients diagnosed with COPD were analyzed separately. For the pulmonary function, the results of forced vital capacity (FVC), forced expiratory volume in 1 second (FEV1), FEV6, forced expiratory flow 25-75%, and peak expiratory flow were observed. Physical activity was identified as frequency and duration. For the QoL, EQ-5D-3L evaluation results were examined, and the frequency and index of the Korean version were investigated. Results: In pulmonary function, all variables were found to be lower than age and weighted matched normal values. COPD patients showed to perform very low levels of high/medium physical activity and sitting time was confirmed to be more than 8 hours a day. In QoL, it was found that the highest reporting rate of some problems was the "pain and discomfort" and "mobility". Conclusions: It was found that COPD patients showed that the prevalence of circulatory disease was relatively high, lowered pulmonary function, and QoL. These can be improved through regular physical activity, and it is thought that this can be achieved through optimization of pulmonary rehabilitation.

• 대한토목학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.49-59
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• 1985

탄성(彈性) 이론(理論)에 의하여 트러스의 형상최적화(形狀最適化) 문제(問題)를 형성(形成)하게 되면 부재(部材)의 단면적(斷面積)과 절점(節點)의 좌표(座標)를 동시에 고려(考慮)해야 하는 복잡(複雜)한 비선형(非線型) 계획문제(計劃問題)가 된다. 이런 비선형(非線形) 계획문제(計劃問題)를 해석(解析)할 수 있도록 제시(提示)된 기법(技法)이 별로 없고 현재 사용(使用)하고 있는 기법(技法)들도 실제(實際)의 적용(適用)에 제한(制限)을 받는 경우가 많다. 그러므로 트러스의 형태(形態), 재하조건(載荷條件) 등에 구애됨이 없이 트러스의 형상(形狀)을 최적화(最適化)할 수 있는 일반(一般) 해석기법(解析技法)이 필요(必要)한 것이다. 이에 본연구(本硏究)에서는 전(全) 해석과정(解析過程) two-phases로 나누어 phase 1 에서는 단면(斷面)을 최적화(最適化)하고 phase 2 에서는 트러스의 절점좌표(節點座標)를 변수(變數)로 하여 형상(形狀)을 최적화(最適化)하는 알고리즘을 개발(開發)한 것이다. 이 알고리즘의 phase 1 에서 유도(誘導)된 비선형(非線型) 계획문제(計劃問題)를 SUMT 문제(問題)로 변환(變換)시켜 Modified Newton-Raphson Method에 의한 SUMT 법(法)을 채택(採擇)하고 phase 2 에서는 Rosenbrock Method의 일방향(一方向) 탐사기법(探査技法)에 의해 목적함수(目的凾數)만이 최소(最小)가 되도록 하는 기법(技法)을 도입(導入)하여 최적화(最適化) 알고리즘 개발(開發)하였다. 개발(開發)된 알고리즘을 트러스의 형태(形態), 설계제약조건(設計制約條件), 재하조건(載河條件) 등을 변화(變化)시켜 가면서 수종(數種)의 트러스에 적용(適用)하여 수치계산(數値計算)을 실시(實施)하고 그 결과(結果)를 다른 알고리즘의 결과(結果)와 정교(正較)하므로서 개발(開發)된 알고리즘의 타당성(妥當性) 안정성(安定性) 적용성(適用性)을 검토(檢討)하였다. 연구(硏究) 결과(結果) 개발(開發)된 이 two-phases 알고리즘은 트러스의 설계조건(設計條件)에 구애받지 않고 트러스의 형상최적화(形狀最適化)에 적용(適用)할 수 있으며 안정성(安定性)있게 빠른 속도(速度)로 최적해(最適解)에 수렴(收斂)한다는 사실(事實)이 확인(確認)되었다. 이에 본(本) 알고리즘을 트러스의 형상최적화(形狀最適化) 알고리즘으로 새로이 제안(提案)하고 본(本) 알고리즘이트러스의 경제적(經劑的)인 설계(設計)에 도움을 줄 수 있을 것으로 사료(思料)된다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제4권1호
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• pp.7-13
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• 2001

In developing a multistage compressor, the stage matching is one of the critical design issues. The mismatching can be often observed even if each stage has been proven good and then used as part of a compression system. A good matching among the stages can be achieved by changing various design parameters (i.e., passage cross sectional areas, blades angles, stagger angles, curvature, solidity, etc.). Therefore, designers need to find out what parameters must be changed and how much. In this study, a method to search the design parameters for optimum stage matching has been used based on an 1-D mathematical model of a compressor, which uses the data obtained from the preliminary test to identify the design parameters. This methodology is applied with a two-stage axial compressor, which was originally designed for a helicopter gas turbine engine. After identifying design parameters using preliminary test data, an optimization process has been employed to achieve the best matching between the stages (i.e., maximum efficiency of the compressor at its operation modes within a given range of the rotor speed under given restrictions for required stall margins and mass flow). 3-D flow calculations have been performed to confirm the usefulness of the corrections based on the 1-D mathematical model. Calculational results agree well with the experimental data in view of the performance characteristics. Some promising results were produced through the methodology proposed in this paper in conjunction with flow calculations.

• 대한토목학회논문집
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• 제5권1호
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• pp.1-12
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• 1985

본(本) 연구(硏究)는 직접설계법(直接設計法)에 의한 다층(多層), 다경간(多徑間)을 갖는 철근(鐵筋)콘크리트 슬래브형(型) 구조체(構造體)의 최적화(最適化)에 관한 것이다. 설계제약조건(設計制約條件)으로는 슬래브, 보, 기둥의 휨강도(强度), 전단강도(剪斷强度), 단면치수, 철근비(鐵筋比) 등을 고려했고 목적함수(目的函數)로는 공비함수(工費函數)를 취했는데 이들은 고차(高次)의 비선형계획문제(非線型計劃問題)가 된다. 본(本) 연구(硏究)에서는 축차선형계획기법(逐次線型計劃技法)을 사용하여 전체(全體) 구조(構造)를 종합적(綜合的)으로 최적화(最適化) 할 수 있는 최적설계(最適設計) 프로그램을 개발하였다. 개발된 알고리즘의 타당성(妥當性), 경제성(經濟性), 수렴성(收斂性) 등을 확인하기 위해 5층(層)의 구조체(構造體)로서 각층(各層), 각 경우에 대해 직접 적용(適用)하였다. 그 결과 3~5회 반복시행(反復試行)으로 최적해(最適解)에 수렴(收斂)했고 재래(在來)의 설계(設計)에 비(比)해 경제적(經濟的)임이 입증(立證)되었다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.416-421
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• 2008

최근 세계 각국의 고속열차들은 속도 향상 측면에서 비약적인 발전을 보이고 있으며, 국내에서도 2007년부터 '차세대 고속철도 기술개발 사업'을 통해 최고속도 400km/h급의 고속열차 개발을 진행 중에 있다. 고속열차의 주행속도가 증가함에 따라 이전에는 제기되지 않았던 공기저항, 공력소음 문제, 열차의 교행 및 측풍에 의해 발생하는 압력변동, 터널출구에서 발생하는 미기압파 등의 문제들이 대두되고 있으며 이와 같은 문제들은 열차의 고속화를 제약하는 요인이 된다. 특히, 고속열차의 전두부 형상은 이러한 공기역학적 문제들과 밀접하게 연결되어 있으며, 팬터그래프의 소음 및 안정적인 집전 성능 확보 등도 속도 향상을 위해 반드시 고려해야하는 사항이다. 본 논문에서는 고속열차의 속도향상 노력의 일환으로 진행되고 있는 '공력해석 향상 기술'의 연구 내용과 더불어, 터널 미기압파 저감을 위한 전두부 형상 최적화 결과와 팬터그래프 공력성능 향상을 위한 강건 최적화 결과를 소개한다.