구조 및 전기적 제약조건을 고려한 전자력 발사기의 최적설계에 대해 연구하였다. 펄스형 대전류가 흐르는 발사기의 단면적이 최소화되었으며 각 요소(레일, 측면벽, 세라믹 및 강철)의 허용응력과 예하중을 고려하였다. 전기적 제약조건은 발사기의 성능을 저하시키는 와전류 효과를 방지하기 위한 세라믹의 두께로 정하였다. 90mm발사기의 설계에서 응력해석과 최적화는 ANSYS코드를 사용하여 수행되었다. 예하중을 받는 최적설계에서는 예하중을 받지 않는 최적설계보다 53%의 단면적이 감소되었다. 레일의 원호각이 45.deg.일때 발사기의 성능이 가장 양호하다. 레일의 원호각이 45.deg.일때 Fahrenthold 연구결과와 비교하여 9%의 변형량 감소와 10.4%의 변형량 감소를 얻었고, 예하중도 186Mpa에서 59.8Mpa로 감소되었다. 연구결과는 설계 요구조건을 충분히 만족시켜 주고 있음을 보여 주었다.

본 연구에서는 시스토릭 어레이의 처리요소 수와 주어진 알고리즘을 처리하는 시간 두 평가기준에 대해서 최적의 시스토릭 어레이를 구현하기 위한 자동설계 소프트웨어 패케지를 개발하였다. 알고리즘의 크기에 맞는 시스토릭 어레이는 많은 처리요소를 요구하기 때문에 비효율적이므로 알고리즘을 분할하여 고정된 크기의 시스토릭 어레이로 사상시키는 방법을 이용했다. 시스토릭 어레이 설계과정에서 고려될 수 있는 여러 가지 사항들을 고려하여 처리요소의 통신패스 방향의 수를 줄이고 의존행렬의 열 벡터에서 값이 같은 열 벡터는 단일화하여 의존행렬의 크기를 줄여 발생되는 이용행렬의 수를 크게 줄였다. 따라서 기존의 Moldovan에 의한 방법보다 시스토릭 어레이를 설계하는 시간을 단축시켰으며, 처리요소의 수, 알고리즘의 수행시간, 분할밴드의 수 등을 계산하여 최적의 시스토릭 어레이를 설계했다. 작성된 프로그램에 동적 프로그래밍 알고리즘, QR분해 알고리즘과 행렬곱 알고리즘을 적용하여 각각에 대한 최적의 시스토릭 어레이를 설계하였으며 설계된 어레이의 구성을 CRT에 나타내어 어레이의 형태를 쉽게 인식할 수 있게 했다. 본 연구의 결과는 빠른 응답을 요구하는 신호 처리 및 데이터베이스 등에서 특수회로를 설계할 때 응용 될 수 있다. 그러나 본 연구에서의 시스토릭 어레이는 처리요소들이 분산되어 지역적으로 상호 연결되어 있으므로 한 처리요소가 제대로 동작하지 않으며 전체결과가 잘못된다. 따라서 몇 개의 처리 요소가 동작되지 않을 경우에도 전체 시스템이 정확하게 동작할 수 있는 폴트톨러런스 시스템의 설계가 앞으로의 고려사항이다.

이상과 같이 엑튜에이터의 동특성 해석을 행하고 PID 제어기 및 최적 제어기를 설계하여 응답시뮬레이션을 한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) 엑튜에이터 부의 시정수는 엔진 부의 시정수에 비해 아주 작아 생략하여 제어계를 구성할 수 있다. 2) 한계 감도법에 의해 PID 제어기를 시뮬레이션 한 결과 PID 제어 가버너는 전반적으로 오버슈트가 크고 중속 및 고속 상태에서는 정정시간이 비교적 짧지만 저속에서는 정상 상태에 도달하는데 상당한 시간이 걸린다. 3) 중량 matrix를 적당히 선택하여 최적 피이드 백 게인을 구한 후 마이크로 프로세서에 저장하여 제어기를 구성하면 PID 제어기 보다 양호한 응답 특성을 갖는 제어기를 설계 할 수 있다.

이상과 같은 제어계의 구성방법으로 제어계를 설계할 경우에는 오차신호에 대한 PI제어기와 플란트의 상태피이드백을 아울러 행하는 제어계로 됨을 알 수 있으며, 또한 응답 시뮬레이션 결과로부터 알 수 있듯이 본 연구에서 제안하는 방법으로 제어기를 구성할 경우 양호한 제어가 가능하다. Fig.3의 플로우챠트의 그림에서 점선으로 표시된 실시간제어실험의 프로그램은 구성은 되어 있으나 실제로 실험을 행하지 못한 아쉬움이 있으며, 다음 기회에 이 부분의 실험도 행하고자 한다.

Korea Radioactive Waste Agency (KORAD), regulatory body and civic groups are calling for an infrastructure system that can more systematically and safely manage data on the results of radioactive waste sampling and nuclide analysis in accordance with radioactive waste disposal standards. To solve this problem, a study has been conducted on the analysis of the nuclide pattern of radioactive waste on the nuclide data contained in low-and intermediate-level radioactive waste. This paper will explain the optimal repackaged algorithm for reducing radioactive waste based on previous research results. The optimal repackaged algorithm for radioactive waste reduction is comprised based on nuclide pattern association indicators, classification by nuclide level of small-packaged waste, and nuclide concentration. Optimization simulation is carried out in the order of deriving nuclide concentration by small-packaged, normalizing drum minimization as a function of purpose, normalizing constraints, and optimization. Two scenarios were applied to the simulation. In Scenario 1 (generating facilities and repackaged by medium classification without optimization), it was assumed that there are 886 low-level drums and 52 very low-level drums. In Scenario 2 (generating facilities and repackaged by medium classification with optimization), 708 and 230 drums were assigned to the low-level and very low-level drums, respectively. As a result of the simulation, when repackaged in consideration of the nuclide concentration and constraints according to the generating facility cluster & middle classification by small package (Scenario 2) the low-level drum had the effect of reducing 178 drums from the baseline value of 886 drums to 708 drums. It was found that the reduced packages were moved to the very low-level drum. The system that manages the full life-cycle of radioactive waste can be operated effectively only when the function of predicting or tracking the occurrence of radioactive waste drums from the source of radioactive waste to the disposal site is secured. If the main factors affecting the concentration and pattern of nuclides are systematically managed through these systems, the system will be used as a useful tool for policy decisions that can prevent human error and drastically reduce the generation of disposable drums.

In this study, we describe an analytical process for designing a low Earth orbit constellation for discontinuous regional coverage, to be used for a surveillance and reconnaissance space mission. The objective of this study was to configure a satellite constellation that targeted multiple areas near the Korean Peninsula. The constellation design forms part of a discontinuous regional coverage problem with a minimum revisit time. We first introduced an optimal inclination search algorithm to calculate the orbital inclination that maximizes the geometrical coverage of single or multiple ground targets. The common ground track (CGT) constellation pattern with a repeating period of one nodal day was then used to construct the rest of the orbital elements of the constellation. Combining these results, we present an analytical design process that users can directly apply to their own situation. For Seoul, for example, 39.0° was determined as the optimal orbital inclination, and the maximum and average revisit times were 58.1 min and 27.9 min for a 20-satellite constellation, and 42.5 min and 19.7 min for a 30-satellite CGT constellation, respectively. This study also compares the revisit times of the proposed method with those of a traditional Walker-Delta constellation under three inclination conditions: optimal inclination, restricted inclination by launch trajectories from the Korean Peninsula, and inclination for the sun-synchronous orbit. A comparison showed that the CGT constellation had the shortest revisit times with a non-optimal inclination condition. The results of this analysis can serve as a reference for determining the appropriate constellation pattern for a given inclination condition.

The conventional development of multi-component electrodes is based on the researcher's experience and is based on trial and error. Therefore, there is a need for a scientific method to reduce the time and economic losses thereof and systematize the mixing of electrode components. In this study, we use design of mixture experiments (DOME)- in particular a simplex lattice design with Design Expert◯R program- to attempt to find an optimum mixing ratio for a three-component electrode for the high RNO degradation; RNO is an indictor of OH radical formation. The experiment included 12 experimental points with 2 center replicates for 3 different independent variables (with the molar ratio of Ru, Ti, Ir). As the Prob > F value of the ‘Quadratic’ model is 0.0026, the secondary model was found to be suitable. Applying the molar ratio of the electrode components to the corrected response model results is an RNO removal efficiency (%) = 59.89 × [Ru] + 9.78 × [Ti] + 67.03 × [Ir] + 66.38 × [Ru] × [Ir] + 132.86 × [Ti] × [Ir]. The R2 value of the equation is 0.9374 after the error term is excluded. The optimized formulation of the ternary electrode for an high RNO degradation was acquired when the molar ratio of Ru 0.100, Ti 0.200, Ir 0.700 (desirability d value, 1).

This paper proposes a hand-controller mechanism for manually controlled endoscopic surgical instruments. A wire-driven mechanism is typically adapted for endoscopic surgical tools because motors cannot be embedded to the joints due to the size limitation. The wire-driven mechanism requires length control of wires that are pulled and released according to the desired joint angle. It is difficult for the operator to control individual wire lengths intuitively. The hand-controller mechanism should be able to control the wires easily without complex processes. For this purpose, we propose a mechanism that can control the wire lengths with a simple mechanical structure and its optimal design method using genetic algorithm. We show the simulation and experimental results to confirm the proposed mechanism and design methods are useful for the manually controlled endoscopic surgical instrument.

국내 송·배수 시스템은 산지가 많은 지형적 특성을 이용하여 송수펌프를 통해 고지대에 위치한 배수지에 용수를 저장한 후, 급수구역으로 자연유하 방식으로 배수하는 방식을 사용한다. 이 과정에서 송수펌프 운영에 많은 전기 에너지가 소모되며, 이는 전체 상수관망 시스템 운영에서 가장 큰 비중을 차지하는 것으로 알려져 있다. 송수펌프의 적정 용량과 운영방법은 하류단에 위치한 배수지의 크기에 영향을 받게 되므로 송, 배수 시스템의 경제적인 설계와 안정적인 운영을 위해서는 초기 시설물의 규모 결정 단계에서 송수펌프 및 배수지의 건설비용과 송수펌프의 장기간 운영비용을 함께 고려하는 것이 타당하다고 할 수 있다. 본 연구에서는 최적화 기법인 유전자 알고리즘(Genetic Algorithm, GA)을 활용하여 송수펌프와 배수지의 최적규모와 송수펌프의 운영스케줄링을 동시에 최적화 할 수 있는 모형을 개발하였다. 개발 모형은 국내에서 운영 중인 송·배수시스템에 적용하여 검증을 실시하였다. 본 연구는 송·배수시스템의 초기 설계에 있어 송수펌프와 배수지의 최적규모 산정에 도움을 줄 것으로 기대한다.

도시에서 발생되는 생활폐기물을 효과적으로 관리하기 위한 방안으로 폐자원에너지화에 대한 관심이 집중되고 있다. 기존의 도시형 생활폐기물 처리방식은 매립을 통해 관리하였으며 현재까지도 집중적인 관리대상이다. 특히 매립지 인근 주민의 생활환경에 직접적인 영향을 미치며, 폐기물 매립으로 인해 발생되는 매립가스는 온실가스 발생의 주요 원인으로 작용하고 있기 때문에 이에 대한 효과적인 관리계획이 필요한 실정이다. 또한 도시의 인구 밀도의 증가로 인해 매립에 의한 폐기물 관리는 더 이상 효과적인 처리방법이 아니기 때문에 지속가능한 도시형 생활폐기물 관리가 필요하다. 폐기물을 유용자원으로 전환을 위해서는 폐기물의 발생 단계에서부터 운송, 취급 및 저장 그리고 관리방안까지 최적의 활용계획을 세워야 한다. 이에 따라 본 연구에서는 폐기물을 유용자원으로 효과적인 관리 시스템을 계획하기 위해 선형정수계획법을 도입하여, 도시단위에서 발생하는 폐기물의 종류 및 발생량 그리고 처리방법에 대한 통계자료와 폐기물의 성분분석과 발열량의 실측분석을 통해 최적화 계획을 실시하였다. 최적화 설계는 선형계획법을 통해 폐기물 처리기술에 대한 기술투자비, 온실가스 감축효과 등을 목적함수(Objective function)로 두어, 해당지역에서의 에너지 사용현황과 온실가스 발생량을 정량화하여 폐기물의 에너지전환계획에 따른 효과를 분석하였다. 제시된 방법론은 매립의 대안으로 도시형 생활폐기물을 다양한 유용자원으로 전환 방안을 소개함으로써 폐자원에너지화 활성화에 기여하고자 하였다.

In this paper, the changing of durability design variables such as cover depth, surface chloride content, and replacement ratio of GGBFS are considered, and optimum substitution ratio of GGBFS are derived with intended service life. With increasing cover depth, service life increased by 2.78~3.21 times. Cover depth is the most influencing parameters of those in this study. For reasonable durability design of concrete, quantitative exterior condition and critical chloride content should be determined.

D-optimal experimental design was employed to model the effect of mixing factors on several performances of 60MPa high strength self compacting concrete and to numerically calculate the optimal mix proportion considering multi-objective characterizing the four performances like compressive strength, passing ability, segregation resistance and manufacturing cost depending on the factors like water-binder ratio, cement content, fine aggregate percentage, fly ash content and superplasticizer content, the experiments were made at the total 32 experimental points which reduced comparing with standard experimental design.

This paper presents the development of a 3D printer based piezo-driven vertical micro-positioning stage. The stage consists of two flexure bridge structures which amplify and transfer the horizontal motion of the piezo-element into vertical motion of the end-effector. The stage is fabricated with ABS material using a precision 3D printer. This enables a one-body design eliminating the need for assembly, and significantly increases the freedom in design while shortening fabrication time. The design of the stage was optimized using response surface analysis method. Experimental results are presented which demonstrate 100nm stepping in the vertical out-of-plane direction. The results demonstrate the future possibilities of applying 3D printers and ABS material in fabricating linear driven motion stages.

This study is to be suggest the optimal mat foundation mixing design of high strength concrete by using fly ash and retarding admixture. This study applied retarding admixture to high strength concrete over 40MPa, and tested the mechanical properties of concrete according to binder content(385∼415kg/㎥), fly ash substitution rate(0~25%), and adding rate of retarding admixture(0~1.2%) As a results, For the concrete to be applied to lower part of mat foundation, it is suitable to substitute FA 25% with binder contents 385kg/㎥ and to apply the mixing with adding retarding admixture 1% in order to repress hydration heat and to cast concrete at once through congelation delay. As a result of experiments of adiabatic temperature rising, coefficients of adiabatic temperature rising K and α were 40.68 and 1.08 for retarding-type concrete and 42.8 and 1.13 for standard concrete, respectively, under the condition of initial concrete temperature about 19℃. In the identical temperature condition, differences of adiabatic temperature rising speed according to use of retarding admixture were not different, and maximum value of adiabatic temperature rising of retarding-type concrete was lower than standard concrete. Keywords: Retarding Admixture, High Strength Concrete, Mat Foundation, Fly Ash, Adiabatic Temperature Rise

Box-Wilson 실험계획법은 보통 중심합성계획법으로 알려져 있으며, 변동성이 존재하는 정보를 실험 계획적 방법으로 수집하는 설계 기법이다. 이 방법은 최소의 설계비용으로 가능한 많은 정보를 얻는 목적으로 고안되었다. 본 연구에서는 60 MPa급 고강도 자기충전형 콘크리트(HSSCC)를 대상으로 다양한 성능에 대한 여러 배합인자들의 효과를 효율적으로 파악하고 최적배합을 찾는 과정에 이 방법을 적용하였다. HSSCC의 배합인자(요인)와 물리적 성능(반응) 사이의 비선형적 관계는 2차 다항식으로 반응표면을 근사화 모델링하였으며, 요인점=25=32개, 축점=2k=10개, 중심점은 각 축에서 2번 씩 10개, 총 52개의 실험점에서 물시멘트비, 단위시멘트량, 잔골재비, 단위플라이애쉬량, 단위고성능감수량의 총 5개의 인자에 따른 압축강도, 통과능력, 재료분리저항성, 제조비용, 밀도 등의 총 5개의 반응을 파악하기 위한 실험이 실시되었다. 연구의 결과 Box-Wilson 실험계획법은 배합인자와 반응 사이의 관계를 과학적인 방법으로 계획하고 객관적으로 해석하는 데 매우 효과적이었으며, 수치해석적인 방법으로 최적배합을 계산할 수 있었다.

In this study, using the finite element program(ANSYS), was carried out the modeling for the stainless steel large capacity water tank. In addition, it was confirmed the safety of the structure of the snow and wind load. In addition, we performed a optimization design. As a result, it was confirmed for the combination load and maximum stress to occur into the allowable stress.

기후변화로 인한 극한 강우사상의 빈번한 발생과, 도시화로 인한 토지이용의 변화로 도시유역의 침수피해가 많이 발생하고 있다. 도시에서의 홍수배제는 우수관거에 의존하고 있으며, 대부분 집중호우의 발생이후 하수도 시스템의 용량부족으로 침수가 발생하고 있다. 이러한 도시유역의 침수방지를 위한 내수배제시설에는 배수문, 배수펌프, 유수지, 우수관거 등이 있다. 도시유역에서의 침수피해는 지역 물 순환을 고려한 내수배제를 위해 내수 및 외수를 함께 고려하여야 하고, 유역의 재산상 피해와 밀접한 관계가 있어, 원활한 홍수량 배제 및 침수피해의 감소를 위해 각각 시설별 정확한 평가가 필요하다. 본 연구에서는 상습침수가 발생하는 도시유역으로 서울시의 도림천 유역을 선정하였다. 도림천 유역은 최근 폭우발생시 침수 피해가 빈번히 발생한곳이다. 도림천 유역은 관악산에서 발원하여 관악구, 구로구, 동작구등 도심지를 관통하며 하천의 일부가 복개되어 도로로 사용되고 있다. 도림천 유역은 총 17개의 배수분구로 구분되어 있으며, 침수피해는 복개되지 않은 부분에서의 하천의 범람, 하수관거 및 펌프장의 내수배제 불량 등의 원인에 의해 발생하고 있다. 본 연구에서 연구대상지역으로 선정한 곳은 신림3, 4 배수분구이며, 이러한 도림천 유역에 대하여 내수배제시설의 효율을 알아보기 위해 적용 가능한 내수배제시설을 선정하고, 시설별 내수 침수 저감율을 산정하였다. 불투수율이 높은 도시유역 유출특성을 고려한 홍수의 정확한 예측을 위해 도시유출모형인 SWMM 모형을 이용하여 관거에서 우수의 흐름을 모의하였고, 이 결과 발생한 월류량을 홍수범람해석 모형인 FLUMEN의 입력자료로 사용하여 범람해석을 실시하였다.

The development of QEA(Quantum-inspired Evolution Algorithm) and their engineering-problem applications have emerged as one of the most interesting research topics. These algorithms find optimal values with the operators such as quantum-gate by using quantum-bit superposed basically by zero and one. In this process, the balance between the two features of exploration and exploitation can be kept easily. So, this paper is to propose an optimum design program for truss system based on QEA and 17 bar plane truss model is adopted as numerical example.

Diverse studies are being conducted on sewage sludge treatment and recycling methods, but the demand for a lowcost treatment technology is high because the sewage sludge has an 80% or higher water content and a high energy consumption cost. We want to apply the thermal hydrolysis reaction that consumes a small amount of energy. The purpose of this study is to quantify the thermal conductivity of sewage sludge according to reaction temperature for optimal design of thermal hydrolysis reactor. We quantified continuously the thermal conductivity of dewatered sludge according to the reaction temperature. As the reation temperature increased, the dewatered sludge is thermally solubilized under a high temperature and pressure by the thermal hydrolysis reaction. Therefore, the bond water in the sludge cells comes out as free water, which changes the dewatered sludge from a solid phase to slurry of a liquid phase. As a result, the thermal conductivity of the sludge was more than 2.6 times lower than that of the water at 293 K, but at 470 K and above, became 0.708 W/m·K, which is about 4% lower than that of the water.

In order to reduce seismic responses of a structure, additional dampers and vibration control devices are generally considered. Usually, control performance of additional devices are investigated for optimal design without variation of characteristics of a structure. In this study, multi-objective integrated optimization of structure-smart control device is conducted and possibility of reduction of structural resources of a building structure with smart top-story isolation system has been investigated. To this end, 20-story example building structure was selected and an MR damper and low damping elastomeric bearings were used to compose a smart base isolation system. Artificial earthquakes generated based on design spectrum of low-to-moderate seismicity regions are used for structural analyses. Based on numerical simulation results, it has been shown that a smart top-story isolation system can effectively reduce both structural responses and isolation story drifts of the building structure in low-to-moderate seismicity regions. The integrated optimal design method proposed in this study can provide various optimal designs that presents good control performance by appropriately reducing the amount of structural material and damping device.