• 제목/요약/키워드: robust optimization design

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실험계획법을 이용한 복합재 경통 적층각의 최적 설계에 관한 연구 (A Study on the Optimization of Ply Angles for Composite Tube using Design of Experiments)

  • 박병욱;서유덕;김현중;윤성기;이승훈;이덕규;이응식;장수영
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권7호
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    • pp.627-633
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    • 2009
  • 복합재는 인공위성 카메라 경통의 재료로 많이 사용되는 재료이다. 하지만 적층된 복합재는 층간응력에 의한 층간분리 현상으로 약화된다 이러한 파괴모드는 경통의 구조적 불안정을 유발하며, 카메라의 광학적 성능도 저하시킨다. 따라서 경통은 층간분리에 대해서 강건해야하며, 또한 고강성, 충분히 높은 고유진동수 및 작은 열 팽창 계수 등을 가져야한다. 본 연구에서는 실험계획법을 바탕으로 설계를 진행하였다. 각 실험과정은 직교배열표를 기준으로 설계되었으며, 여러 속성을 고려하기 위해서 MADM 방법을 사용하였다. 그리고 분산분석과 F-검정을 통해서 영향력 인자를 결정하여 경통의 최종 적층각을 결정하였다.

전산유체해석과 다구찌 방법을 연계한 공기 가열식 히터 시스템의 난방속효성 최적화에 관한 연구 (A Study on the Optimum Design of Warm-up rate in a Air-Heated Heater System by Using CFD Analysis and Taguchi Method)

  • 김민호
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제13권2호
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    • pp.72-82
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    • 2005
  • The objective of this paper is to describe the optimization of design parameters in a large-sized commercial bus heater system by using CFD(computational fluid dynamics) analysis and Taguchi method. In order to obtain the best combination of each control factor which results in a desired performance of heater system, the parameter design of the Taguchi method is adopted for the robust design considering the dynamic characteristic. The research activity may be divided into four phases. The first one is analyzing the problem, i.e., ascertaining the influential factors. In the second phase the levels were set in such a way that their variation would significantly influence the response. In the third phase the experimental runs were designed. In the final phase the planned runs were carried out numerically to evaluate the optimal combination of factors which is able to provide the best response. In this study, eight factors were considered for the analysis: one with two level and seven with three level combinations comprising the $L_{18}(2^1{\times}3^7)$ orthogonal array. The results of this study can be summarized as follows ; (i)The optimum condition of control factor is a set of <$A_2\;B_1\;C_3\;D_3\;E_1\;F_2\;G_3\;H_2$> where A is shape of the outer fin, B is pitch of the outer fin, C is height of the outer fin, D is the inner fin number, E is the inner fin height, F is length of the flame guide, G is diameter of the heating element and H is clearance between air guide and heating element. (ii)The heat capacity of heated discharge air under the optimum condition satisfies the equation y=0.6M w here M is a signal factor. (iii)The warm-up rate improves about three times, more largely as com pared with the current condition, which results in about 9.2minutes reduction.

Mooring chain fatigue analysis of a deep draft semi-submersible platform in central Gulf of Mexico

  • Jun Zou
    • Ocean Systems Engineering
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    • 제14권2호
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    • pp.171-210
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    • 2024
  • This paper focuses on the rigorous and holistic fatigue analysis of mooring chains for a deep draft semi-submersible platform in the challenging environment of the central Gulf of Mexico (GoM). Known for severe hurricanes and strong loop/eddy currents, this region significantly impacts offshore structures and their mooring systems, necessitating robust designs capable of withstanding extreme wind, wave and current conditions. Wave scatter and current bin diagrams are utilized to assess the probabilistic distribution of waves and currents, crucial for calculating mooring chain fatigue. The study evaluates the effects of Vortex Induced Motion (VIM), Out-of-Plane-Bending (OPB), and In-Plane-Bending (IPB) on mooring fatigue, alongside extreme single events such as 100-year hurricanes and loop/eddy currents including ramp-up and ramp-down phases, to ensure resilient mooring design. A detailed case study of a deep draft semi-submersible platform with 16 semi-taut moorings in 2,500 meters of water depth in the central GoM provides insights into the relative contributions of wave scatter diagram, VIMs from current bin diagram, the combined stresses of OPB/IPB/TT and extreme single events. By comparing these factors, the study aims to enhance understanding and optimize mooring system design for safety, reliability, and cost-effectiveness in offshore operations within the central GoM. The paper addresses a research gap by proposing a holistic approach that integrates findings from various contributions to advance current practices in mooring design. It presents a comprehensive framework for fatigue analysis and design optimization of mooring systems in the central GoM, emphasizing the critical importance of considering environmental conditions, OPB/IPB moments, and extreme single events to ensure the safety and reliability of mooring systems for offshore platforms.

고속열차 전두부 및 팬터그래프 공력성능 향상기술 연구 (Study on the Aerodynamic Advancements of the Nose and Pantograph of a High-Speed Train)

  • 노주현;구요천;윤수환;곽민호;박훈일;김규홍;이동호
    • 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.

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Microwave Radiation-Assisted Chitin Deacetylation: Optimization by Response Surface Methodology (RSM)

  • Iqmal Tahir;Karna Wijaya;Mudasir;Dita Krismayanti;Aldino Javier Saviola;Roswanira Abdul Wahab;Amalia Kurnia Amin;Wahyu Dita Saputri;Remi Ayu Pratika
    • 한국재료학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.85-94
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    • 2024
  • The optimization of deacetylation process parameters for producing chitosan from isolated chitin shrimp shell waste was investigated using response surface methodology with central composite design (RSM-CCD). Three independent variables viz, NaOH concentration (X1), radiation power (X2), and reaction time (X3) were examined to determine their respective effects on the degree of deacetylation (DD). The DD of chitosan was also calculated using the baseline approach of the Fourier Transform Infrared (FTIR) spectra of the yields. RSM-CCD analysis showed that the optimal chitosan DD value of 96.45 % was obtained at an optimized condition of 63.41 % (w/v) NaOH concentration, 227.28 W radiation power, and 3.34 min deacetylation reaction. The DD was strongly controlled by NaOH concentration, irradiation power, and reaction duration. The coefficients of correlation were 0.257, 0.680, and 0.390, respectively. Because the procedure used microwave radiation absorption, radiation power had a substantial correlation of 0.600~0.800 compared to the two low variables, which were 0.200~0.400. This independently predicted robust quadratic model interaction has been validated for predicting the DD of chitin.

다중 강우유출자료를 이용한 Clark 단위도의 Bayesian 매개변수 추정 (Bayesian parameter estimation of Clark unit hydrograph using multiple rainfall-runoff data)

  • 김진영;권덕순;배덕효;권현한
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제53권5호
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    • pp.383-393
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    • 2020
  • 본 연구에서는 소양강댐 유역에서의 실측 단일사상 강우-유출 자료를 활용하여 Clark 단위도 방법의 매개변수를 최적화 하였으며, 그 결과를 제시하였다. 일반적으로 국내에서는 유역특성인자 최적화 분석시 미육군공병단의 HEC-1, HEC-HMS 등의 모형을 사용하고 있다. 그러나 해당 모형의 경우 유출수문곡선의 형상, 크기 등의 재현에만 초점이 맞춰져 있으며, 산정된 매개변수들의 평균을 사용하고 있어 실제 강우-유출 관계를 묘사하는데 어려움이 존재하고 있다. 이러한 점에서 본 연구에서는 기존 Clark 합성단위도법과 계층적 Bayesian 기법을 결합하여 수집된 강우-유출 자료를 동시에 활용하여 매개변수를 산정할 수 있는 모형을 개발하였다. 본 연구에서 개발된 모형을 적용한 결과 개별 단일사상 기반의 최적화 기법에 비해 다중 강우-유출 자료를 Pooling하여 매개변수를 산정하는 계층적 Bayesian 모형에서 BIC 결과 및 다수의 통계적 지표를 통해 모형의 우수성을 확인할 수 있었다. 더불어 홍수량에 따른 유역특성인자 매개변수 반응에 대한 관계규명을 기반으로 향후 댐 설계 또는 PMF 산정시 본 연구의 결과가 활용이 가능할 것으로 판단된다.

유전자 알고즘을 이용한 자동차 주행 제어기의 최적화 (Optimazation of Simulated Fuzzy Car Controller Using Genetic Algorithm)

  • 김봉기
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제10권1호
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    • pp.212-219
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    • 2006
  • 퍼지 논리 제어기(FLC : Fuzzy Logic Controller)를 사용할 때, 가장 중요한 것은 소속 함수의 범위를 정하는 것과 규칙의 형태를 결정하는 것이다. 소속 함수의 범위나 규칙의 형태는 자금까지 전문가가 임의로 정하는 방법을 사용하였다. 그러나 기존의 방법을 사용하면, 전문가의 주관적인 규칙과 소속 함수가 생성될 수 있고, 소속함수의 경우 최적의 범위를 정확히 예측하기 어려운 단점이 있다. 본 논문에서는 이런 단점을 보완하기 위해, 유전자 알고리즘을 사용함으로써 최적의 소속 함수와 규칙의 형태를 구하려 하였다. 제시하는 방법의 타당성을 검증하기 위해 자동차 주행 제어 문제에 적용시켜 보았다.

인터넷 데이터 및 TV 수신 통합 시스템 설계 (Design of an Integrated Internet Data and Digital-Television Receiving System)

  • 남의석
    • 디지털융복합연구
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    • 제11권5호
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    • pp.299-305
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    • 2013
  • 유비쿼터스 시대의 발전과 더불어 고품질의 멀티미디어 서비스를 위해 인터넷을 통한 대용량 데이터 전송이 증가하고 있으며 성능향상을 위한 관련 기술 개발의 필요성도 증대되고 있다. 본 논문에서는 컴퓨터에서의 인터넷 데이터와 TV 수신 기능의 통합을 통해 안정적이고 빠른 인터넷 성능과 최적의 멀티미디어 연동 기술을 제안하였다. 즉, TV수신 기술과 인터넷 데이터 처리 기술을 하나의 멀티미디어 하드웨어 장치에서 구현함으로써 TV 수신 및 네트워크 장비로써의 기능을 동시에 수행함으로서 부하 조절을 통해 멀티미디어 연동을 최적화 하는 것이다. 그리고 컴퓨터, 셋톱박스, 홈 멀티미디어 게이트웨이 등 다양한 정보 기기 플랫폼 상에서 초고속 인터넷 서비스 제공과 함께 디지털 TV 방송 수신 기능도 갖춘 다기능 멀티미디어 카드를 개발하여 기술을 검증하였다. 이를 통해 개발 카드는 TV 방송 수신 기능과 인터넷 접속을 위한 통합 네트워크 장비로서의 기능을 제공할 수 있게 되었으며, 다양하고 안정된 멀티미디어 서비스의 제공을 위한 기반을 마련할 수 있었다.

Randomized Scheme for Cognizing Tags in RFID Networks and Its Optimization

  • Choi, Cheon Won
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제12권4호
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    • pp.1674-1692
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    • 2018
  • An RFID network is a network in which a reader inquire about the identities of tags and tags respond with their identities to a reader. The diversity of RFID networks has brought about many applications including an inexpensive system where a single reader supports a small number of tags. Such a system needs a tag cognizance scheme that is able to arbitrate among contending tags as well as is simple enough. In this paper, confining our attention to a clan of simple schemes, we propose a randomized scheme with aiming at enhancing the tag cognizance rate than a conventional scheme. Then, we derive an exact expression for the cognizance rate attained by the randomized scheme. Unfortunately, the exact expression is not so tractable as to optimize the randomized scheme. As an alternative way, we develop an upper bound on the tag cognizance rate. In a closed form, we then obtain a nearly optimal value for a key design parameter, which maximizes the upper bound. Numerical examples confirm that the randomized scheme is able to dominate the conventional scheme in cognizance rate by employing a nearly optimal value. Furthermore, they reveal that the randomized scheme is robust to the fallacy that the reader believes or guesses a wrong number of neighboring tags.

이동경계문제의 전산유체역학을 위한 체적격자변형코드 (A Volume Grid Deformation Code for Computational fluid Dynamics of Moving Boundary Problems)

  • 고진환;김지웅;변도영;박수형
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권11호
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    • pp.1049-1055
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    • 2008
  • 최근 다분야 전산유체 역학에서는 설계 최적화, 공탄성, 강제 경계 운동 등에서 요구되어지는 이동경계문제를 다루게 된다. 이동경계의 변위가 클 경우 강건하고 효율적인 격자 변형 알고리즘의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 유한 대형요소와 초월유한보간에 근거한 체적격자 변형 코드를 개발하였고, 정렬격자 다중 블록 Navier-Stokes 코드와 연계하였다. 개발된 코드의 검증을 위해 주기적으로 진동 운동을 하는 에어포일 문제에 대해 계산을 수행 하였고 양력, 항력, 모멘트 계수의 이력 계산 결과가 실험 결과와 잘 일치하였다.