• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2006년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.198-202
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• 2006

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제3권1호
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• pp.23-28
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• 2015

본 논문은 GHP 에 사용되고 있는 이중 쉘-튜브형 배기가스 열교환기의 설계 변수의 변화에 따라 열전달 및 마찰특성 변화를 알아보기 위해 CFD 와 RSM 을 이용하여 최적화를 수행하였다. CFD 해석은 복잡한 형상의 열교환기 해석에 유용한 도구이나, 해석결과를 얻기까지 많은 시간이 소요된다. 이러한 해석시간을 줄이고, 유용한 결과를 얻기 위해 RSM 과 병행하여 최적화 설계를 진행하였다. 시뮬레이션 결과를 이용한 RSM 해석결과, 배플 6 개, 튜브 25 개에서 최적화되었으며, 기존 보다 차압 및 열전달 성능이 약 12.2% 개선되었다. 이러한 CFD 와 RSM 을 이용한 최적화 기법은 다양하고 복잡한 형상의 열교환기 해석에 유용함을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제32권5호
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• pp.562-568
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• 2021

천연 밀배아유와 복합 sugar ester를 이용하여 밀배아유 원료 O/W (oil in water) 유화액을 제조하였다. HLB 값, 유화제의 첨가량 및 유화시간이 O/W wheat germ oil 유화액의 평균 입자크기, 유화점도 및 ESI에 미치는 영향을 조사하였으며, 반응표면분석방법인 중심합성계획모델에 의해 제조된 유화과정의 파라미터를 모의하고 최적화하였다. O/W wheat germ oil 유화액의 제조를 위한 최적의 공정조건은 HLB 값(hydrophile-lipophile balance value)은 8.4, 유화제의 첨가량은 6.4 wt%, 유화시간은 25.4 min이며, 최적조건에서 중심합성계획(central composite design, CCD-RSM) 모델을 통한 예측 반응치는 7일 후의 유화액을 기준으로 MDS (mean droplet size)= 206 nm, 점도 = 8125 cP, ESI 98.2%이었다. 또한 실제 실험을 통해 얻어진 유화액의 MDS, 점도 및 ESI는 각각 209 nm, 7974 cP 및 98.7%로 나타났다. 따라서 중심합성계획 모델을 통해 밀배아유 원료 유화액의 안정성을 평가하는 최적화 과정을 설계할 수 있었다.

• 공업화학
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• 제32권2호
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• pp.168-173
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• 2021

본 연구에서는 마이크로웨이브 에너지를 이용하여 항산화성분을 다량 함유하고 있는 레몬그라스로부터 플라보노이드 성분을 추출하였다. 또한 반응표면분석법 중 중심합성계획모델을 이용하여 추출공정을 최적화하였다. 추출공정의 독립변수로는 주정/초순수의 부피비, 마이크로웨이브 조사시간, 마이크로웨이브 조사세기를 설정하였고, 반응치는 추출수율과 플라보노이드 함량을 확인하였다. CCD-RSM 분석 결과 최적조건인 주정/초순수 부피비(56.3 vol.%), 마이크로웨이브 조사시간(6.1 min), 마이크로웨이브 조사세기(574.6 W)에서 추출수율(17.2%)와 플라보노이드 함량(44.7 ㎍ QE/mL dw)의 결과를 얻는 것으로 나타났다. 이때 종합만족도는 D = 0.8562이고, P-value는 추출수율(0.037)과 플라보노이드 함량(0.002)으로 나타났다. 이 조건에서의 실제실험 결과 오차율은 5.0% 이하로 나타나 높은 유의수준의 결과를 얻을 수 있었다.

• 공업화학
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• 제34권3호
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• pp.299-306
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• 2023

본 연구에서는 무환자와 알팔파로부터 추출한 천연계면활성제를 유화제로 사용하여 반응표면분석법 중 중심합성계획모델(CCD-RSM)을 이용한 O/W 유화 제조공정의 최적화를 수행하였다. 공정변수로는 혼합유화제 첨가량, 천연유화제 혼합비율(무환자 사포닌/알팔파 사포닌), 유화시간으로 설정하였고 반응치로는 유화액의 유화안정화지수, 평균입자크기, 항산화능(DPPH 라디칼 소거활성)으로 설정하였다. 기초실험을 통한 계량인자범위는 혼합유화제 첨가량(12~14 wt%), 천연유화제 혼합비율(30~70%), 유화시간(20~30 min)으로 설정하여 CCD-RSM을 이용하여 최적화한 결과, O/W 유화 제조공정의 최적조건으로 혼합유화제 첨가량은 13.2 wt%, 천연유화제 혼합비율은 44.2%, 유화시간은 25.8 min으로 나타났으며, 이 조건에서 예측된 반응치로서 유화액의 유화안정도지수(ESI)는 88.7%, 평균입자크기(MDS)는 815.5 nm, 항산화능은 38.7%으로 계산되었다. 이를 실험을 통해 확인한 결과 유화액의 ESI는 90.6%, MDS는 830.2 nm, 항산화능은 39.6%으로 나타났으며 평균오차율은 2.1%이었다. 따라서 CCD-RSM을 실제 유화 제조에 적용하여 만족스러운 O/W 유화제조 공정조건을 얻을 수 있었다.

• 공업화학
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• 제35권3호
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• pp.222-229
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• 2024

독성이 없고 자극이 적은 환경친화적인 천연색소 사용이 증가하고, 건강에 관심을 가지는 사람이 많아짐에 따라 인체에 유익한 물질을 함유한 천연 추출물에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 이에 따라 본 연구에서는 용매추출법을 이용하여 새싹보리로부터 천연 색소를 추출하고 추출공정의 최적화를 위해 CCD-RSM을 이용하였다. 실험의 독립변수는 추출온도, 주정/초순수 부피비, 추출시간으로 설정하고 반응치는 목표하는 색 좌표(L = 45, a = -35, b = 45)와 항산화능을 평가하는 DPPH 라디칼 소거능을 최대치로 설정하였다. RSM 최적화를 통해 산출된 회귀방정식 변수들에 대한 F value와 P value을 통해 주효과도와 교호효과도의 통계적 유의미 여부와 반응치에 대한 영향성을 평가 및 분석하였으며, 각 회귀방정식과 확률도 그래프의 P value를 통해 실험의 신뢰성을 확인하였다. 반응치 4개를 최적화시키는 추출 조건은 추출온도 52.9 ℃, 주정/초순수 부피비 76.1 vol.%과 추출시간 49.6 min이며 이 때, 반응치의 이론값은 L = 45.4, a = -36.8, b = 45.0 항산화능 = 30.9%이다. 최적의 추출 조건으로 실제 실험을 진행하여 분석한 결과 색 좌표 L = 46.2, a = -36.1, b = 48.3, 그리고 항산화능 = 31.1%로 평균 오차율 2.9%로 측정되었다.

• Smart Structures and Systems
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• 제20권4호
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• pp.473-481
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• 2017

This study suggests a simple, convenient and non-destructive method for investigation of the Young's modulus detection in stepped shafts which only utilizes the first-order resonant frequency in flexural mode and dimensions of structures. The method is based on the impulse excitation technique (IET) to pick up the fundamental resonant frequencies. The standard Young's modulus detection formulas for rectangular and circular cross-sections are well investigated in literatures. However, the Young's modulus of stepped shafts can not be directly detected using the formula for a beam with rectangular or circular cross-section. A response surface method (RSM) is introduced to design numerical simulation experiments to build up experimental formula to detect Young's modulus of stepped shafts. The numerical simulation performed by finite element method (FEM) to obtain enough simulation data for RSM analysis. After analysis and calculation, the relationship of flexural resonant frequencies, dimensions of stepped shafts and Young's modulus is obtained. Numerical simulations and experimental investigations show that the IET method can be used to investigate Young's modulus in stepped shafts, and the FEM simulation and RSM based IET formula proposed in this paper is applicable to calculate the Young's modulus in stepped shaft. The method can be further developed to detect mechanical parameters of more complicated structures using the combination of FEM simulation and RSM.

• 대한기계학회논문집A
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• 제25권12호
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• pp.1960-1965
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• 2001

In the practical design, it is important to extract the design space information of a complex system in order to optimize the design because the design contains huge amount of design conflicts in general. In this research FEA (finite element analysis) has been successfully implemented and integrated with a statistical approach such as DOE (design of experiments) based RSM (response surface model) to optimize the thermal deformation of an automotive disk brake. The DOE is used for exploring the engineer's design space and for building the RSM in order to facilitate the effective solution of multi-objective optimization problems. The RSM is utilized as an efficient means to rapidly model the trade-off among many conflicting goals existed in the FEA applications. To reduce the computational burden associated with the FEA, the second-order regression models are generated to derive the objective functions and constraints. In this approach, the multiple objective functions and constraints represented by RSM are solved using the sequential quadratic programming to archive the optimal design of disk brake.

• 한국가스학회지
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• 제13권4호
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• pp.15-21
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• 2009

섬유강화 복합재료는 비강성과 비강도등의 우수한 기계적 성질을 나타내므로 구조물의 경량화가 요구되는 여러 산업분야에서 널리 사용되고 있다. 이러한 복합재를 이용한 압력용기는 무게를 경량화함으로써 에너지를 절약할 수 있고 강한 내식성을 가지고 있기 때문에 장기간 사용에 유리하다. 본 연구에서는 유한요소법과 ANSYS 반응표면법을 이용하여 안정성 판단의 기준으로 Von-mises 항복 기준, Tasi-hill이론, 응력비를 만족시킬 수 있는 E-glass/epoxy로 필라멘트 와인딩된 CNG차량복합재 압력용기 적층판의 최적설계 모듈을 개발하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제42권2호
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• pp.163-174
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• 2010

As pointed out in the OECD BEMUSE Program, when a high computation time is taken to obtain the relevant output values of a complex physical model (or code), the number of statistical samples that must be evaluated through it is a critical factor for the sampling-based uncertainty analysis. Two alternative methods have been utilized to avoid the problem associated with the size of these statistical samples: one is based on Wilks' formula, which is based on simple random sampling, and the other is based on the conventional nonlinear regression approach. While both approaches provide a useful means for drawing conclusions on the resultant uncertainty with a limited number of code runs, there are also some unique corresponding limitations. For example, a conclusion based on the Wilks' formula can be highly affected by the sampled values themselves, while the conventional regression approach requires an a priori estimate on the functional forms of a regression model. The main objective of this paper is to assess the feasibility of the ACE-RSM approach as a complementary method to the Wilks' formula and the conventional regression-based uncertainty analysis. This feasibility was assessed through a practical application of the ACE-RSM approach to the LOFT L2-5 LBLOCA PCT uncertainty analysis, which was implemented as a part of the OECD BEMUSE Phase III program.