본 논문에서는 위상최적설계를 위한 입자-구조 충돌 모델을 제시한다. 위상최적설계를 위해서는 민감도 분석이 선행되어야 하며, 민감도 분석이 가능한 새로운 모델이 필요하다. 본 논문에서는 위상최적설계를 위한 민감도 분석을 수행하기 위한 입자-구조 충돌 모 델을 제시한다. 이후 이 모델을 이용하여 위상최적설계를 위한 민감도 분석을 수행한다. 제안한 모델의 정확도를 평가하기 위해 먼저 단순화된 1차원 충돌 문제에 적용한다. 이후, 이 모델을 이용하여 위상 최적화를 통해 입자의 최종 위치를 최적화하여 위상 최적화에 대한 이 모델의 적용 가능성을 확인한다. 이러한 결과는 위상 최적화에서 입자-구조 충돌을 고려하는 것이 가능하다는 것을 보여준다.

In this paper, a method of reducing the weight of vehicle wheels through topology optimization by finite element method is proposed. Recently, various environmental pollution caused by the operation of vehicles is gradually increasing, and this has a great correlation with the fuel efficiency of the vehicle. Therefore, it is required to reduce the weight of the vehicle to increase fuel efficiency. Among them, the vehicle's wheels are a key part of vehicle acceleration and braking, and passenger safety. Because the shape of the wheels is different, various effects such as reduced fuel economy and reduced airpower occur as well as aesthetic factors. The stiffness of the wheels plays an important role in transmitting the vehicle's power to the tires and braking. In this study, to reduce weight while satisfying the stiffness value, we propose to use topology optimization to design an arbitrary shape according to the number of spokes on the wheel.

가거초 해양과학기지 자켓 구조물 내 콘크리트를 배제하고 강재로만 이루어진 최적설계를 제시한다. 50년 재현주기 극한하중조건에서 허용응력 및 허용응력비 조건을 모두 만족하는 안전한 경량 설계를 목표하였다. 역할에 따라 부재를 세 그룹으로 나눈 설계 조건 (Case-1)과 보다 세분화한 설계 조건(Case-2)에 대해 각 부재그룹별 현재 단면 두께 대비 두께 변화율을 설계변수로 설정한 유전 알고 리즘을 통해 최적설계를 탐색하였다. 그 결과 Case-1의 결과로 현재 가거초 해양과학기지보다 약 217톤 더 가벼운 설계(OPT-1)를 찾았고, Case-2에서는 추가적으로 약 84톤을 경량화하여 현재 대비 약 45%의 무게를 절감한 설계(OPT-2)를 얻을 수 있었다. 결론적으로 레그 내 콘크리트 보강 없이도 극한조건에서 허용응력 및 허용응력비를 모두 만족시킬 수 있는 경량화된 가거초 해양과학기지 설계를 제시하였다.

We study substrate support structures and materials to improve uptime and shorten preventive maintenance cycles for chemical vapor deposition equipment. In order to improve the rolling of the substrate support, the bushing device adopts a ball transfer method in which a large ball and a small ball are mixed. When the main transfer ball of the bushing part of the substrate support contacts the substrate support, the small ball also rotates simultaneously with the rotation of the main ball, minimizing the resistance that can be generated during the vertical movement of the substrate support. As a result of the improvement, the glass substrate breakage rate is reduced by more than 90 ~ 95 %, and the equipment preventive maintenance and board support replacement cycles are extended four times or more, from once a month to more than four months, and the equipment uptime is at least 15 % improved. This study proposes an optimization method for substrate support structure and material improvement of chemical vapor deposition equipment.

A hybrid mid-story seismic isolation system with a smart damper has been proposed to mitigate seismic responses of tall buildings. Based on previous research, a hybrid mid-story seismic isolation system can provide effective control performance for reduction of seismic responses of tall buildings. Structural design of the hybrid mid-story seismic isolation system is generally performed after completion of structural design of a building structure. This design concept is called as an iterative design which is a general design process for structures and control devices. In the iterative design process, optimal design solution for the structure and control system is changed at each design stage. To solve this problem, the integrated optimal design method for the hybrid mid-story seismic isolation system and building structure was proposed in this study. An existing building with mid-story isolation system, i.e. Shiodome Sumitomo Building, was selected as an example structure for more realistic study. The hybrid mid-story isolation system in this study was composed of MR (magnetorheological) dampers. The stiffnessess and damping coefficients of the example building, maximum capacity of MR damper, and stiffness of isolation bearing were simultaneously optimized. Multi-objective genetic optimization method was employed for the simultaneous optimization of the example structure and the mid-story seismic isolation system. The optimization results show that the simultaneous optimization method can provide better control performance than the passive mid-story isolation system with reduction of structural materials.

In order to solve the limitation of the long span arch structures, a numerical analysis was carried out to investigate the effects of embedded trench installation technique to the earth pressure of an underground arch-rib shaped structure. For the arch-rib shape, the parabolic curve and the circular shape were analyzed according to the span-rise ratio varying from 0.1 to 0.5. The finite element analysis program, ABAQUS (2016), was used to consider the soil - structure interaction. The results from the analysis was verified through comparison with the existing Geofoam application technique.

초고층 건물의 구조설계시 풍하중에 의한 횡방향 변위를 적절한 값 이내로 줄이는 것이 가장 중요한 문제 중에 하나이다. 이를 위해서 추가적인 감쇠기 및 진동제어장치를 사용하는 방법이 일반적으로 고려되고 있다. 이 때 일반적으로 구조물의 특성은 변화없이 추가되는 제어장치에 대해서만 최적설계를 수행하게 된다. 본 연구에서는 구조물과 스마트 제어장치의 다목적 통합 최적화를 통하여 추가되는 스마트 제어장치로 인하여 구조물의 물량을 줄일 수 있는 가능성을 검토하였다. 이를 위하여 다이어그리드 구조시스템이 적용된 60층 초고층 건물을 예제 구조물로 선택하였고, 인공 풍하중에 대한 풍응답을 검토하였다. 스마트 제어장치로는 TMD에 MR 감쇠기를 설치한 스마트 TMD를 사용하였다. 구조물의 응답과 구조물량 및 제어장치의 용량을 동시에 줄이는 것이 필요하므로 본 연구에서는 다목적 유전자알고리즘을 적용하였다. 수치해석결과 제어성능목표를 만족시키면서 구조물의 물량과 제어장치의 용량을 적절하게 줄일 수 있는 다양한 설계 최적안을 얻을 수 있었다.

This study presents the effectiveness of a composite structure at improving blast resistance. The proposed composite structure consists of carbon fiber reinforced polymer (CFRP) and steel layers. While CFRP layer is used for blast energy reflection due to its high strength, steel layer is used for blast energy absorption due to its high ductility. A dynamic model is used to simulate the elastoplastic behavior of the proposed composite structure subject to blast load. Considering the magnitude variations of a blast event, the probability of failure of each layer is evaluated using reliability analysis. By assigning design probability of failure of each layer in the composite structure, the thickness of layers is optimized. A case study for the design of CFRP-steel composite structure subjected to an uncertain blast event is also presented.

이 논문은 여러 개의 집중하중을 받는 깊은 보의 최적위상을 조사 분석하고 그 결과를 기술하였다. 본 연구에서는 최소화해야하는 변형에너지를 목적함수로 가정하고 구조물의 초기부피를 제약함수로 사용하였다. 물질내부에 존재하는 구멍의 크기를 조절하기 위하여 최적정기준법을 바탕으로 한 크기조절알고리듬을 도입하였다. 수치해석을 통하여 길은 보의 최적위상과 관련한 위상최적화 파라미터의 민감도를 조사하였고, 필터링과정이 최적위상에 끼치는 영향을 심도 있게 조사하였다. 수치해석결과로부터 깊은 보의 최적위상은 최적화 파라미터와 깊은 연관되어 있고 필터링과정이 최적위상을 찾는데 매우 중요한 역할을 하는 것으로 나타났다.

본 연구에서는 순차 설계영역 (SDD： sequential Design Domain) 개념을 사용한 GUI(Graphic User Interface)환경 프로그램을 개발하였다. 본 프로그램은 상용프로그램인 ANSYS와 최적설계 프로그램인 PLBA(Pshenichny-Lim-Belegundu-Arora)를 연결하고 비주얼 베이직을 이용하여 GUI환경에서 사용자가 초기값과 입력파일을 작성하고 결과를 확인할 수 있도록 하였다. 프로그램의 신뢰도를 검증하기 위해서 3부재 및 5부재 트러스 구조물을 수치예제로 선정하여 해석하였다.

This paper deals with a strategy of gain optimization for the kinematic control algorithm of a wire-driven surgical robot. The proposed controller consists of the closed-loop inverse kinematics with the back-calculation method. The closed-loop inverse kinematics has 18 PID control gains, and the back-calculation method has 6 gains. An efficient strategy is designed to optimize 18 values first and then the remaining 6 values. The optimal gain sets are searched under the step input with performance indices. In this gain optimization, the objective function is defined as the minimum value of signal-to-noise ratio of the performance indices for 6 DoF (Degree-of-Freedom) motion that is based on the Taguchi method, and the constraints are applied to obtain stable responses for each motion evenly. The gain sets obtained are verified by simulations using the test trajectories. In comparative results, the optimal gain value based on the performance index combined with ISE (integral of square error) and settling time showed the best control performance.

다공성 보도 블록은 이미 많이 사용되지만, 큰 침투성으로 인해 블록의 강도를 감소시키고, 균열 및 침전의 문제를 만든다. 본 연구 에서는 최소 주응력의 결정된 위치를 설계하고 검증하기 위하여, 이동하는 체중하중에 대한 보행로 블록에서의 최소 주응력의 위치를 결정함 으로써, 주어진 문제에 대한 최적해를 제시하였다. 최소 주응력의 결정된 위치에 대한 검증 예를, 내부에 빗물을 저장하기위한 통행보도의 탄 성 기초상의 2 차원 블록 부재에 대하여 제시하였다. 전단력의 합력에 대한 최소값은 ×1이 58.58 mm(전체 스팬의 30%, 200 mm)일 때, 최소 변 형은 ×2 = 80 mm(전체 스팬의 70%, 200 mm)에 있다. 수정 된 모델에서, 이동하는 경계 조건(보도 보행 하중)이 ×1(= 0 mm)에 있을 때, 168 mm (스팬의 84%, 200 mm)에서 최소 주응력의 위치가 발견되었으며, 스프링으로 모델링 된 기초의 응답에 대하여 모델링하였다. 결과적으로, 중 립 축(×2 = 167 mm)에서의 빗물저장을 위한 보도블럭의 “0”변형 위치가 3 차원 FEM 분석 검증을 통하여 결정되었다.

기존의 인터넷 강의는 주로 하드웨어의 기준에 맞게 제시되어 학습자에게 시각적으로 안정된 콘텐츠를 제공하지 못하였다. 우리 주변의 영상출력 장비들 역시 과거 하드웨어적 기준에 의존한 채 그 형태가 정해져 왔으며 현재에도 별다른 규격이 없다. 그러나 최근에 개발된 16:10의 디스플레이 비율은 고대부터 사용되어온 황금비율인 약 1.618:1에 가장 가까운 비율로, 인간의 시야각을 기준으로 조망할 때 시각적인 최적화에 도달할 수 있게 된다. 따라서 본 연구는 황금비율과 가장 근접해 있는 디스플레이를 근거로 하여, 여기에 가장 디자인적으로 완성된 구조의 배치를 황금비율에 의해 생성되는 기준선을 통해 제시하고자 한다. 이를 위해서는 황금비율에 근거한 모듈을 개발하여 이를 학습 콘텐츠 화면에 대입시켜 그동안의 콘텐츠가 시각적으로 안정감을 줄 수 있는지의 여부를 살펴봐야 할 것이다. 이러한 노력은 인간이 고대부터 사용해 온 가장 이상적인 비율의 사용으로, 최적화된 온라인 학습 환경을 창출하는 동시에 학습자의 학습 환경을 안정적이고 쾌적하게 극대화시키는 결과를 창출할 수 있다. 황금비율에 의해 제시된 모듈의 모형에 대한, 그동안 개발된 원격교육 콘텐츠의 대입은 시각적으로 학습을 방해하는 요인을 없애고 학습효과의 증진을 조성할 수 있다. 이러한 적용을 위해 본 연구에서는 디지털서울문화예술대학교의 WBI형과 저작도구형의 콘텐츠에, 개발된 모듈을 대입시켜 개선할 부분을 명확히 드러내는 동시에 원격교육 학습의 시각적인 기준을 마련하고자 한다. 이와 같은 기준에 의해 개발된 모듈을 각종 콘텐츠에 적용한다면 편안한 시각적 환경을 제공하는 동시에 원격교육의 디자인적 모듈에 대한 기준을 마련하는 계기가 될 것이다.

With the deepening of the reform and opening up, Chinese export structure is getting better step by step. Economic and trade also get a sustained and rapid development and present a trend of globalization, information, marketization and integration. The increase of the foreign commercial enterprise promotes the export of China. The development of foreign direct investment, the rise of multinational corporations, the proportion of intra-industry trade and the deepening of international division of labor also attract widespread attention for the relationship between the direct investment and trade. However, it is obviously necessary to do the theoretical research and empirical analysis to accurately assess the positive effects brought by the trade of foreign direct investment. About the foreign direct investment how to impact China's trade structure is subject to our objective evaluation which is based on China's import and export trade statistics. Therefore, this article starts from the angle of the investigation of the present status of the export trade in China by comparing the domestic and foreign research status quo of foreign direct investment crude foreign direct investment on China's export trade structure optimization, the influence of the empirical analysis of FDI to our country export trade structure optimization, and based on this, advances the effectiveness of the optimization of the structure of export trade in our country's policy and the suggestion.

In this papery, integrated optimization of structure-smart control device is conducted and possibility of reduction of structural resources of a tall building with additional smart damping device has been investigated. For this purpose, a 60-story diagrid building structure is used as an example structure and artificial wind loads are used for evaluation of wind-induced responses. Because dynamic responses and the amount of structural material and additional smart damping devices are required to be reduced, a multi-objective genetic algorithm is employed in this paper.

본 연구는 어류서식 적합도 향상을 위한 하천구조 개선 방안을 위한 연구이다. 이를 위해 대상하천의 유역 및 수중환경조사와 어류의 군집특성 결과를 이용하여 건전한 수중 생태계를 대표할 수 있는 복원 목표어종으로 참갈겨니를 선택하였다. PHABSIM을 이용한 검증결과 유속과 수심에 대한 적합지수 향상을 위한 저수로 폭의 변화는 대상어종의 서식적합도 향상을 가져왔음을 알 수 있었다. 그러나 서식적합지수 향상을 위한 저수로 폭의 변화는 일관성 있는 서식적합도의 향상을 나타내지 못함을 확인하였다. Genetic Algorithm을 이용하여 대상하천의 서식적합도 개선을 위한 주어진 유지유량에 따른 하천 구간별 유속, 수심을 고려한 저수로 폭의 최적 방안을 제시하였다. 저수로 단면 구조개선의 방안 제시는 수계환경개선을 위한 각종 사업에 기여할 것으로 판단된다.