• 제목/요약/키워드: design formula

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조명기구용 프리즘의 광학 설계법에 관한 연구 (Research of Optical Design Method for Prism Luminaire)

  • 석대일;이창모;김훈
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제21권6호
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    • pp.19-25
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    • 2007
  • 특정한 배광 구현을 위하여 부피를 갖는 실제 광원에 대한 프리즘 설계법을 연구하였다. 입사각을 알고 목표 방향으로 광선을 보내려 할 때, 프리즘 정각을 구하는 수식을 유도하였고, 순차적으로 프리즘 정각을 구하였다. 점광원으로 가정한 설계 결과의 문제점을 분석한 후 이를 보완하여 부피를 갖는 광원에 적용할 수 있는 설계법을 도출하였다. 각각의 설계 결과로 나온 배광과 효율을 비교, 분석하였고 보완된 설계법을 통해 개선된 결과를 얻을 수 있었다.

일반 평면 아치 구조물의 형상설계민감도 해석 및 최적설계 (Shape Design Sensitivity Analysis and Optimization of General Plane Arch Structures)

  • 최주호
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2000년도 가을 학술발표회논문집
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    • pp.238-245
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    • 2000
  • A general formulation for shape design sensitivity analysis over a plane arch structure is developed based on a variational formulation of curved beam in linear elasticity. Sensitivity formula is derived using the material derivative concept and adjoint variable method for the stress defined at a local segment. Obtained sensitivity expression, which can be computed by simple algebraic manipulation of the solution variables, is well suited for numerical implementation since it does not involve numerical differentiation. Due to the complete description for the shape and its variation of the arch, the formulation can manage more complex design problems with ease and gives better optimum design than before. Several examples are taken to show the advantage of the method, in which the accuracy of the sensitivity is evaluated. Shape optimization is also conducted with two design problems to illustrate the excellent applicability.

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연성해석과 통계적 방법을 이용한 Butterfly Valve의 다목적 최적설계 (Multi-objective Optimization of Butterfly Valve using the Coupled-Field Analysis and the Statistical Method)

  • 배인환;이동화;박영철
    • 한국정밀공학회지
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    • 제21권9호
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    • pp.127-134
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    • 2004
  • It is difficult to have the existing structural optimization using coupled field analysis from CFD to structure analysis when the structure is influenced of fluid. Therefore in an initial model of this study after doing parameter design from the background of shape using topology optimization. and it is making a approximation formula using by the CFD-structure coupled-field analysis and design of experiment. By using this result, we conducted multi-objective optimization. We could confirm efficiency of stochastic method applicable in the scene of structure reliability design to be needed multi-objective optimization. And we presented a way of design that could overcome the time and space restriction in structural design such as the butterfly valve with the less experiment.

평지 전통마을 갈림길의 중심각과 곡률반경에 관한 연구 (Model on the Relationship between the Radius of Curvature and Central Angle -the Case of Divided-roads in Flat Traditional Villages-)

  • 김윤하;안계복
    • 한국조경학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.10-16
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    • 2000
  • The purpose of this study is to identify relationships between a central angle and a radius of curvature of divided roads in flat terrain of traditional villages, suggesting layout criteria for traditional villages: Nak-an, Sung-Eup, Ha-Whe. This study is sought to find the optimum model through the various SAS regression analyses. a regression analysis of this data was adopted to induce the relationship formula between a central angle of curve and a radius of curvature. Results of this study are as follows: 1) Most of the divided roads in traditional villages have a complex curve rather than a simple curve. 2) A central angle of curve has ranged from 11$^{\circ}$to 127$^{\circ}$, with a mean degree of 63.9. 3) In the lower level of central angle(11-40$^{\circ}$), the branch roads have distributed with a high frequency, but with a low frequency in the higher level of central angle(90-140$^{\circ}$). 4) A radius of curvature in the divided roads has ranged from 0.9m to 59.6, but half of the roads have concentrated on 1-6m of the curvature. 5) Compared to the result of hilly villages in previous study(Ahn, 1999), value of central angels in flat villages is lower than that of hilly villages, while a mean value of the curvature is higher than that of hilly villages. 6) A Non-linear regression analysis, resulting from the SAS application, was useful method to induce a relationship formula between a central angle and a radius of curvature in the branch roads. Our study's formula is as follow: R=100.3*EXP(-0.06*$\delta$)+3.91. 7) Our study model has less error than that of the Kishizuka's method, being applicable to a broader range of the branch roads. 8) A minimum radius of curvature in our study has showed 3.9m, suggesting to reconsider applications of the Kishizuka's(5.8m) in the footpass design, In the study for this presupposition model the efficiency and utility of it can be estimated to grow large according to how much and how far it includes both extremes of data. This study is for the application to a design in future through the numerical formula of divided roads of various traditional villages. The studies from now on will be about the quasi-hilly quasi-hilly village and hilly village supplementing these factors more.

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철골 조립식주택 바닥판 진동 평가에 관한 연구 (A Study on Evaluation of Floor Vibration for Steel Frame Modular Housing)

  • 김종성;조민주;김승훈
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제20권1호
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    • pp.104-111
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    • 2016
  • 최근 연구개발이 활발히 이루어지고 있는 철골 조립식주택은 공장에서 생산되고 현장에서 조립되는 건설방식의 특성으로 인해 일반 건축물의 철근콘크리트 바닥판과 같이 일체타설 시공되지 못하게 되며 부재 단면크기 감소 및 경량화 등으로 인해 거주자의 활동에 의한 바닥판의 수직진동 및 처짐이 사용성 평가 측면에서 중요한 문제가 될 수 있다. 따라서 이 연구에서는 대상 조립식주택에서 장변방향 보 중앙에 샛기둥이 설치된 모듈과 설치되지 않은 모듈을 대상으로 실무에서 일반적으로 사용되고 있는 AISC 설계지침서 11의 계산식(이하 AISC 계산식)을 이용하여 바닥판의 진동성능을 평가하고 범용해석프로그램을 이용한 해석결과와 비교를 통해 AISC 계산식의 적용성을 고찰하였다. 이를 토대로 샛기둥이 설치된 모듈의 바닥판에서 AISC 계산식과 해석결과의 오차가 크게 발생되는 구조적 원인을 분석하고 이를 고려하는 방안을 제시하였다. 또한 대상 조립식주택 바닥판에 대한 진동성능 향상방안을 변수로 해석모델을 수립하고 진동응답해석 및 경제성평가를 통해 진동성능과 경제성이 우수한 방안을 제시하였다.

횡요상태 관측에 의한 선체 횡관성모멘트 값의 도출을 위한 일반식 (A General Formula for Calculating the Value of Transverse Moment of Inertia by Observing the Roll Motion of Ships)

  • 최순만
    • 해양환경안전학회지
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    • 제21권5호
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    • pp.538-542
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    • 2015
  • 선체의 횡관성모멘트는 선박의 횡운동 특성을 다루는 경우 제외될 수 없는 요소로서 그 크기의 적정성은 선체 동특성 해석의 결과와 신뢰성에 큰 영향을 미친다. 그러나 선박은 질량분포와 형상이 복잡하므로 이를 직접적인 계산을 통해 값을 구하기에는 과정이 매우 복잡하고 대상 선박의 구체적인 관련 자료를 얻기도 어렵다는 점에서 실용적으로는 선체 질량의 등가적 관성반경을 선체폭의 일정비율로 계산하는 간접적인 방법이 통용되고 있다. 한편, 어느 선체의 자유 횡운동이 나타내는 횡요 주기와 감쇠형태는 관성모멘트에 의해 영향을 받기 마련이고 따라서 이러한 응답의 결과적인 모양으로부터 역으로 해당 선박의 관성모멘트를 구하는 일반식의 도출이 가능할 것으로 유추될 수 있다. 본 연구에서는 관찰에 의한 선체의 횡요 주기는 경사각의 진폭 감쇠비에 의해서도 달라지는 관계를 해석하여 횡요 주기와 경사각 진폭 감쇠비 모두를 함수 인자로 포함하는 일반식에 의해 횡관성모멘트 크기가 구해질 수 있음을 나타내었다. 또한 이러한 일반식에 횡요 관찰 선박의 주요 제원을 적용하였을 때 나타나는 특성 그래프들을 분석한 결과 횡요주기뿐 아니라 진폭감쇠비가 함께 검토될 때 얻어지는 관성모멘트 값이 보다 정확해진다는 것을 확인하였다.

다단 치차장치 설계 시스템 개발에 관한 연구(제 1보: 정식화된 제원 설계 프로세스의 제안) (Development of a Design System for Multi-Stage Gear Drives (1st Report : Procposal of Formal Processes for Dimensional Design of Gears))

  • 정태형
    • 한국정밀공학회지
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    • 제17권9호
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    • pp.202-209
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    • 2000
  • In recent years the concern of designing multi-stage gear drives increases with the more application of gear drives in high-speed and high-load. until now however research on the gear drive design has been focused on single gear pairs and the design has been depended on experiences and know-how of designers and carried out commonly by trial and error. We propose the automation of the dimensional design of gears and the configuration design for gear arrangement of two-and three-stage cylindrical gear drives. The dimensional design is divided into two types of design processes to determine the dimensions of gears. The first design process(Process I) uses the total volume of gears to determine gear ratio and uses K factor unit load and aspect ratio to determine gear dimensions. The second one(Process II) makes use of Niemann's formula and center distance to calculate gear ratio and dimensions. Process I and II employ material data from AGMA and ISO standards respectively. The configuration design determines the positions of gears to minimize the volume of gearbox by simulated annealing algorithm. Finally the availability of the design algorithm is validated by the design examples of two-and three-stage gear drives.

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Development of a Design System for Multi-Stage Gear Driver (1st Report : Proposal Formal Processes for Dimensional Design)

  • Chong, Tae-Hyoun
    • International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
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    • 제2권2호
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    • pp.57-64
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    • 2001
  • In recent years, the concern of designing multi-stage gear drives ha increased with more application of them in high-speed and high-load. Until now, however, the researches on the design of gear drives have been focused on single gear pairs. Thus the design practice for multi-stage gear drives has been depended on experiences and expertise of designers and carried out commonly by trial and error. We propose an automation algorithm for the design of two-and three-strage cylindrical gear drives. The two types of dimensional design processes have been proposed to determine gear dimensions in a formal way. The first design process(Process I) uses to total volume of gears to determine gear ration , and uses K factor , unit load and aspect ration to determine gear dimensions, The second one(Process II) makes use of Niemann's formula and center distance to calculate gear ratio and gear dimensions. Process I and Process II employ material date from AGMA and ISO standards, respectively. The configuration design determines the positions of gears with minimizing the volume of gearbox by using a simulated annealing algorithm. The availability of the design algorithm is validated by the design examples to two-and three=stage gear drives.

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혼성제 기초 마운드의 피복재 안정성에 대한 신뢰성 해석 (Reliability Analysis on Stability of Armor Units for Foundation Mound of Composite Breakwaters)

  • 이철응
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제35권2호
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    • pp.23-32
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    • 2023
  • 혼성제 사석 기초 마운드 상에 거치되는 피복재의 소요중량을 산정하기 위한 결정론적 해석과 더불어 신뢰성 해석을 수행하였다. 사석 기초 마운드 경사, 피해율 그리고 입사파수를 고려할 수 있도록 안정수 산정을 위한 기존의 경험식을 수정하였다. 수정된 산정식은 기존 경험식을 개발하는 과정에 사용했던 것과 동일 조건에서 수학적으로 일치한다. 먼저 결정론적 설계법으로 임의의 대표단면에 대하여 여러 가지 조건을 변화시키면서 사석 기초 마운드 보호에 필요한 피복재의 소요중량을 산정하였다. 사석 기초 마운드 경사가 급할수록, 입사파수가 증가할수록 기존의 경험식으로 부터 산정된 피복재의 소요 중량보다 더 큰 피복재의 소요중량이 필요함을 확인하였다. 그러나 허용 피해율을 크게 부여하면 반대 경향이 나타난다. 한편, 본 연구에서 처음으로 사석 기초 마운드 피복재에 대한 신뢰성 해석이 수행되었는데, 이는 결정론적 설계법으로 산정된 피복재가 얼마나 안정한지를 정량적으로 확인하고, 파괴에 미치는 각 확률변수들의 불확실성에 따른 영향의 정도를 살펴보기 위함이다. 신뢰성 해석 결과에 의하면 기존 경험식이 만족하는 조건에서 산정된 피복재의 소요중량은 재현기간 50년 설계파 조건에서 단위 년에 1%의 피해가 발생할 확률 1.2%를 갖는다. 또한 영향계수 산정 결과에 의하면 입사각에 따라 약간 다르지만 전반적으로 안정계수, 파고 그리고 사석 기초 마운드상의 수심 순으로 파괴에 미치는 영향이 큼을 확인할 수 있었다. 마지막으로 안정수 산정식에 음함수적으로 포함되어 그 영향이 쉽게 확인되지 않는 확률변수의 변화에 따른 민감도 분석이 수행되었다. 해석 결과에 의하면 사석 기초 마운드의 수심이 깊어 질수록 파괴확률이 급격하게 감소하였다. 그러나 반대로 사석 기초 마운드의 폭이 커질수록, 입사 파랑의 주기가 짧을수록 파괴확률은 커지는 것으로 확인되었다.

불확실성을 갖는 MIMO 시스템을 위한 선형행렬부등식 기반 PID 제어기 설계 방법 (An LMI-based PID Control Design Method for Uncertain MIMO Systems)

  • 이재관;최한호
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제11권9호
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    • pp.750-754
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    • 2005
  • This paper deals with the design problem of multivariable PID controllers guaranteeing the closed-loop system stability and a prescribed $H_\infty$ norm bound constraint. We reduce the problem to the static output feedback stabilization problem. We derive a necessary and sufficient condition f3r the existence of PID controllers and we give an explicit formula of PID controllers. We also give an existence condition of PID controllers guaranteeing a prescribed decay rate. Finally, we give an LMI-based design algorithm, together with a numerical design example.