• 제목/요약/키워드: Sequential Optimization

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Integration of the Engine Control into the Optimal Trajectory Determination for a Spaceplane

  • Matsunaga, Kensuke;Tanatsugu, Nobuhiro;Sato, Tetsuya;Kobayashi, Hiroaki;Okabe, Yoriji
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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    • pp.742-748
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    • 2004
  • In this paper are presented TSTO system analysis including some controlled variables on the engine operation such as a fuel flow rate and a pressure ratio of compressor, as well as variables on the trajectory. TSTO studied here is accelerated up to Mach 6 by a fly-back booster powered by air breathing engines. Three different types of engine cycle were treated for propulsion system of the booster, such as a turbo ramjet, a precooled turbojet and an EXpander cycle Air Turbo Ramjet (ATREX). The history of the controlled variables on the engine operation was optimized by Sequential Quadratic Programming (SQP) to accomplish the minimum fuel consumption. The trajectory was also optimized simultaneously. The results showed that the turbo ramjet gave the best fuel consumption. The optimal trajectory was almost the same except in the transonic range and just before reaching to Mach 6. The history of the pressure ratio of compressor considerably depended on the engine type. It is concluded that simultaneous optimization for engine control and trajectory is effective especially for a high-speed airplane propelled by turbojets like the TSTO booster.

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세부설계사항을 고려한 자동최적설계 프로그램 개발 (Development of Automated Optimum Design Program Considering the Design Details)

  • 장준호
    • 한국재난관리표준학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.49-55
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    • 2011
  • 본 연구는 철근 콘크리트 구조물의 새로운 자동화 최적설계 알고리즘을 제시하였다. 기존의 주철근과 콘크리트 단면사이즈 등의 국한된 최적설계 범위를 벗어나 철근의 부착길이, 매입길이, 콘크리트 커버두께 등 세부설계사항까지 모두 고려한 실무에 적합한 효용성 높은 설계알고리즘을 제시함으로써 앞으로 실무분야에 많은 기여를 할 수 있다고 보여 진다.

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설계공간 타당성 향상을 통한 한국형 해상풍력터빈 블래이드 최적형상설계 연구 (Numerical Optimization of Offshore Wind Turbine Blade for Domestic Use using Improvement of the Design Space Feasibility)

  • 이기학;주완돈;홍상원;김규홍;이경태;이동호
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
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    • pp.281-286
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    • 2006
  • 본 연구의 목적은 차세대 대체에너지로 각광받는 풍력발전 중에서 육상발전보다 여러 가지 이점이 있는 한국형 해상풍력터빈 블레이드의 최적형상설계를 위한 알고리즘을 구현하는 것이다. 블레이드 단면 익형의 양력과 항력 분포는 XFOIL을 이용하여 예측하였다. 첫 번째 수준의 설계변수인 각각의 블레이드 지름과 축 회전수에서 익형의 공력변수들과 최소에너지손실 조건을 이용하여 두 번째 설계변수인 각 블레이드 단면에서의 시위길이와 피치각 분포를 최적화하였다. 그리고 성능결과를 바탕으로 반응면을 구성하고, 확률적 방법을 이용하여 타당성 있는 설계공간까지 첫 번째 설계변수를 이동시키고 구배최적화 기법을 통해 각각의 제약함수를 만족하면서 목적함수를 죄대로 하는 최적블레이드 형상을 구현하였다. 설계된 최적형상에 대해 탈설계점 해석을 수행하여 성능을 구하였다.

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Joint Opportunistic Spectrum Access and Optimal Power Allocation Strategies for Full Duplex Single Secondary User MIMO Cognitive Radio Network

  • Yue, Wenjing;Ren, Yapeng;Yang, Zhen;Chen, Zhi;Meng, Qingmin
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제9권10호
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    • pp.3887-3907
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    • 2015
  • This paper introduces a full duplex single secondary user multiple-input multiple-output (FD-SSU-MIMO) cognitive radio network, where secondary user (SU) opportunistically accesses the authorized spectrum unoccupied by primary user (PU) and transmits data based on FD-MIMO mode. Then we study the network achievable average sum-rate maximization problem under sum transmit power budget constraint at SU communication nodes. In order to solve the trade-off problem between SU's sensing time and data transmission time based on opportunistic spectrum access (OSA) and the power allocation problem based on FD-MIMO transmit mode, we propose a simple trisection algorithm to obtain the optimal sensing time and apply an alternating optimization (AO) algorithm to tackle the FD-MIMO based network achievable sum-rate maximization problem. Simulation results show that our proposed sensing time optimization and AO-based optimal power allocation strategies obtain a higher achievable average sum-rate than sequential convex approximations for matrix-variable programming (SCAMP)-based power allocation for the FD transmission mode, as well as equal power allocation for the half duplex (HD) transmission mode.

비선형 최적화 기법에 의한 최소 조파저항 선형 생성 (Hull Form Generation of Minimum Wave Resistance by a Nonlinear Optimization Method)

  • 김희정;전호환
    • 대한조선학회논문집
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    • 제37권4호
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    • pp.11-18
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    • 2000
  • 본 논문은 조파저항 성능 평가법을 비선형 계획법에 적용해서 선수 형상의 최적화에 응용한 연구결과이다. 조파저항은 비점성 포텐셜 유동의 가정으로 랜킨 소오스법(Rankine source method)을 이용하여 계산하였고 최적화 기법으로는 SQP(Sequential Quadratic Programming)법을 이용하였다. 선수형상의 표현과 변경은 스플라인(spline)함수를 이용하였으며 본 방법에 의하여 조파저항이 최소가 되는 선수형상의 결정이 가능하였다. 또한 마찰저항공식과 경험식으로 주어지는 형상영향계수(from factor)를 고려한 점성저항을 첨가하여 총 저항이 최소가 되는 선수 형상도 도출하여 서로 비교하였다.

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Hybrid genetic-paired-permutation algorithm for improved VLSI placement

  • Ignatyev, Vladimir V.;Kovalev, Andrey V.;Spiridonov, Oleg B.;Kureychik, Viktor M.;Ignatyeva, Alexandra S.;Safronenkova, Irina B.
    • ETRI Journal
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    • 제43권2호
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    • pp.260-271
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    • 2021
  • This paper addresses Very large-scale integration (VLSI) placement optimization, which is important because of the rapid development of VLSI design technologies. The goal of this study is to develop a hybrid algorithm for VLSI placement. The proposed algorithm includes a sequential combination of a genetic algorithm and an evolutionary algorithm. It is commonly known that local search algorithms, such as random forest, hill climbing, and variable neighborhoods, can be effectively applied to NP-hard problem-solving. They provide improved solutions, which are obtained after a global search. The scientific novelty of this research is based on the development of systems, principles, and methods for creating a hybrid (combined) placement algorithm. The principal difference in the proposed algorithm is that it obtains a set of alternative solutions in parallel and then selects the best one. Nonstandard genetic operators, based on problem knowledge, are used in the proposed algorithm. An investigational study shows an objective-function improvement of 13%. The time complexity of the hybrid placement algorithm is O(N2).

다층지반에 근입된 흙막이 벽의 역해석에 관한 연구 (Back Analysis of the Earth Wall in Multi-layered Subgrade)

  • 이승훈;김종민;김수일;장범수
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제18권1호
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    • pp.71-78
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    • 2002
  • 본 연구에서는 다층지반에 근입된 흙막이 벽의 단계별 계측변위로부터 각 층의 지반물성을 추정하고 이로부터 차기단계의 거동을 예측하기 위한 역해석 기법을 제안하였다. 지반이 다수의 층으로 구성되어 있을 경우 찾아야 할 대상변수가 많아지게 되며, 대상변수가 많아질수록 역해석에 상당한 무리가 따르게 된다. 이러한 층별 지반물성을 효율적으로 추정하기 위하여 최하단층부터 순차적으로 대상변수들을 찾아가는 방법을 이용하였다. 역해석은 상당량의 반복계산이 필요하기 때문에 정해석 방법으로는 해석시간이 짧고 시공단계 별 해석이 가능한 탄소성보법을 사용하였다. 역해석 대상변수는 탄소성 하중-변위 곡선의 구성요소인 지반반력계수와 수평토압계수들을 취하였으며, 목적함수는 이상변위에 의한 오차를 최소화시키기 위하여 단계별 계측변위 증분과 해석변위 증분의 차이로 구성하였다. 목적함수를 최소화 시키는 대상변수들을 찾기 위한 최적화 수법으로는 제약순차선형계획 법을 이용하였다. 본 연구를 통하여 제안된 방법을 수치해석자료 및 현장계측자료를 이용하여 검증하였다.

구조-하중 설계를 고려한 공진화 구조 설계시스템 (Co-evolutionary Structural Design Framework: Min(Volume Minimization)-Max(Critical Load) MDO Problem of Topology Design under Uncertainty)

  • 양영순;유원선;김봉재
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제16권3호
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    • pp.281-290
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    • 2003
  • Co Evolutionary Structural Design(CESD) Framework is presented, which can deal with the load design and structural topology design simultaneously. The load design here is the exploration algorithm that finds the critical load patterns of the given structure. In general, the load pattern is a crucial factor in determining the structural topology and being selected from the experts어 intuition and experience. However, if any of the critical load patterns would be excluded during the process of problem formation, the solution structure might show inadequate performance under the load pattern. Otherwise if some reinforcement method such as safety factor method would be utilized, the solution structure could result in inefficient conservativeness. On the other hand, the CESD has the ability of automatically finding the most critical load patterns and can help the structural solution evolve into the robust design. The CESD is made up of a load design discipline and a structural topology design discipline both of which have the fully coupled relation each other. This coupling is resolved iteratively until the resultant solution can resist against all the possible load patterns and both disciplines evolve into the solution structure with the mutual help or competition. To verify the usefulness of this approach, the 10 bar truss and the jacket type offshore structure are presented. SORA(Sequential Optimization & Reliability Assessment) is adopted in CESD as a probabilistic optimization methodology, and its usefulness in decreasing the computational cost is verified also.

연비를 고려한 차량 및 적응형 순항 제어 파라미터의 크리깅 대체모델 기반 최적설계 (Kriging Surrogate Model-based Design Optimization of Vehicle and Adaptive Cruise Control Parameters Considering Fuel Efficiency)

  • 김한수;송유호;이승하;허건수;이태희
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제41권9호
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    • pp.817-823
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    • 2017
  • 기존에는 연비를 고려한 적응형 순항 제어 알고리즘 개발과 연비 등의 성능을 고려한 적응형 순항 제어 시스템 개발 연구가 수행되었지만, 제어 파라미터를 포함한 차량 파라미터의 적응형 순항 제어에 대한 최적설계 연구는 미흡한 편이다. 이에 본 논문에서는 연비, 추종성, 승차감, 안전거리를 고려한 차량 및 제어 파라미터 최적설계를 수행하고자 한다. 이를 위해 차량 거동의 성능 측정 방법을 제안하고 적응형 순항 제어 시스템을 구축하였다. 그리고 성능에 주요한 영향을 미치는 차량 파라미터를 선별하여 이를 토대로 순차적 실험계획을 통해 크리깅 대체모델을 구축하였고, 연비를 최대화하며 목표 성능을 만족하는 크리깅 대체모델 기반 최적설계를 수행하였다.

기능창을 이용한 박판성형의 공정 최적화 (Application of Operating Window to Robust Process Optimization of Sheet Metal Forming)

  • 김경모;인정제
    • 한국기계가공학회지
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    • 제8권4호
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    • pp.110-121
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    • 2009
  • It is essential to embed product quality in the design process to win the global competition. Many components found in many products including automobiles and electronic devices are fabricated using sheet metal forming processes. Wrinkle and fracture are two types of defects frequently found in the sheet metal forming process. Reducing such defects is a hard problem as they are affected by many uncontrollable factors. Attempts to solve the problem based on traditional deterministic optimization theories are often led to failures. Furthermore, the wrinkle and fracture are conflicting defects in such a way that reducing one defect leads to increasing the other. Hence, it is a difficult task to reduce both of them at the same time. In this research, a new design method for reducing the rates of conflicting defects under uncontrollable factors is presented by using operating window and a sequential search procedure. A new SN ratio is proposed to overcome the problems of a traditional SN ratio used in the operating window technique. The method is applied to optimizing the robust design of a sheet metal forming process. To show the effectiveness of the proposed method, a comparison is made between the traditional and the proposed methods using simulation software, applied to a design of particular sheet metal forming process problem. The results show that the proposed method always gives a more robust design that is less sensitive to noises than the traditional method.

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