WC–Mo₂C–Co cemented carbides were fabricated to investigate the effects of Mo₂C addition on microstructure and mechanical properties. Dual hard-phase design using WC and Mo₂C was employed to optimize the balance between hardness and toughness. Spark plasma sintering (SPS) was conducted at various temperatures after ball milling, and 1300 °C for 5 min was identified as the optimized sintering condition, achieving complete densification and phase stability. The addition of Mo₂C refined the microstructure by suppressing abnormal WC grain growth through preferential dissolution of Mo₂C into the Co binder. Hardness increased up to 1769 Hv30 due to grain refinement and solid-solution strengthening, while promoted η-phase formation and reduced fracture toughness.The 27Mo₂C composition exhibited the most balanced combination of hardness and toughness. These results demonstrate that controlled Mo₂C addition enables dual hard-phase strengthening and microstructure optimization in WC–Mo₂C–Co carbides for advanced cutting and forming applications.

페어리드 체인 스토퍼(Fairlead Chain Stopper, FCS)는 10MW급 부유식 해상풍력 발전기에 설치하기 위해 새롭게 개발된 탈착형 계류 시스템이다. 본 연구에서는 다양한 메타모델과 입자군집최적화 알고리즘을 이용하여 FCS의 구조설계에 대한 최적설계안을 탐색하 였다. FCS의 구조설계는 선급규정 설계하중조건을 산정하여 유한요소해석을 통해 수치해석적으로 평가하였고, 수치해석모델을 최적설계 에 연계하여 적용하였다. 최적설계의 수렴 효율성을 향상시키기 위해 반응표면모델, 크리깅, 체비쇼프직교다항식, 그리고 신경망과 같은 다양한 메타모델이 사용되었다. 최적설계에서 제한조건은 설계하중조건 별 응력을 고려하였고, 주요 구조부품의 두께 치수를 이산설계변 수와 연속설계변수로 각각 적용하여 목적함수인 최소중량설계를 달성할 수 있는 최적해의 특성을 비교하였다. 최적설계 알고리즘은 이산 설계변수의 최적해 탐색이 가능한 입자군집최적화가 적용되었다. FCS의 구조설계에 대해 신경망 기반의 메타모델이 적용된 경우에 4.72% 이하의 오차율로 최적해의 결정이 가능한 것으로 확인되었다.

Due to cognitive differences, traditional perceptual engineering (KE) frequently relies too heavily on designers' experience in analyzing customers' emotional demands, which can result in product designs that deviate from users' expectations. This work suggests a thorough evaluation approach that combines the particle swarm optimization-support vector regression (PSO-SVR) model and perceptual engineering to increase the scientificity and precision of design choices. The approach first determines the subjective weights of users' emotional needs using spherical fuzzy hierarchical analysis (SFAHP). Next, it uses the entropy weighting method to determine the objective weights. Finally, it combines the subjective and objective data using game theory to produce a more rational evaluation system. Finally, the emotional prediction model based on PSO-SVR is constructed to realize the accurate mapping between emotional needs and design features. The empirical study shows that“speed”, “dynamic”and“luxury” are the core emotional demands of users, and the algorithm's prediction results are highly consistent with users' actual evaluations, which strongly verifies the accuracy of the model. Compared with the traditional KE method, the model better integrates subjective experience and objective data and provides more practical support for the design of flybridge yachts.

The number of significant issues on many welding processes are often connected to high productivity and manufacturability at low costs. The research on welding processes in the literature has reported several research activities, but there is still scope for improvement in most industrial settings. The primary goal of this research is to determine the best super-TIG welding settings to use for groove welding. First, in order to determine the quality characteristics and risks associated with them, concepts and frameworks of quality by design (QbD) which is a new standard in pharmaceutical area in order to improve drug qualities were integrated into this process optimization. Second, stepwise experimental design approaches including a factorial design as well as a response surface methodology (RSM) were customized and performed for this specific automated super-TIG welding process. Third, based on experimental design results, the optimal operating conditions with both design space (i.e., acceptable range of operating conditions) and safe operating space (i.e., safe range of operating conditions) were obtained. Finally, a case study including QbD steps, stepwise experimental design approaches, design and operating spaces, the optimal factor settings, and their association validation results was conducted for verification purposes.

The seriousness of environmental pollution and Particulate matter is becoming a hot topic around the world, and interest in air pollution problems caused by exhaust gases generated from industrial sites, automobiles, and ships is also increasing. Korea's air environment has a significant external impact due to its regional characteristics, so there is a limit to establishing an air environment management plan according to regional emission characteristics. In order to reduce Particulate matter emissions, various industrial fields use technology to remove air pollutants by using an electric precipitator to reduce fine pollutants. In this study, we intend to optimally design the dust collecting plate and electrode plate of the low-pressure electric precipitator to confirm the changes in physical properties and properties of SUS316L materials before and after exposure to diesel engine exhaust gas.

Advances in digital tools and building structure technologies have enabled more flexible architectural design, with AI-based performance design gaining considerable attention as a new design methodology. Stadium design must consider the two primary elements of sports events: athletes and spectators. Given that the facade of a stadium directly impacts solar energy efficiency, it is essential to incorporate environmental performance considerations from the initial design phase. This study employs an AI-based Generative Design process to generate a facade form that efficiently manages solar radiation and daylight, satisfying two conflicting performance objectives: max- imizing sunlight for turf growth in the pitch zone and minimizing direct sunlight exposure in the stadium seating zone. The optimal solution derived ranks 331st for pitch zone sunlight and 408th for stadium seating sunlight out of a dataset of 1,000 models. While this solution does not represent the absolute best for either individual objective, it is evaluated as the most balanced alternative, achieving the goal of maximizing sunlight in the pitch zone and minimizing it in the seating zone

한국형 포장설계법(KPRP)은 한국의 기후, 교통, 재료 조건을 반영하여 개발된 포장설계법으로, 성능 기반 분석과 역학적-경험적 원 리를 결합하여 국내 도로포장의 내구성과 효율성 향상에 기여해왔다. KPRP는 지역별 환경 데이터, 교통 하중, 재료 특성을 고려하 여 최적의 포장 구조를 설계하며, 2011년 개발 이후 도로포장의 수명 연장과 경제성 향상을 이루어냈다. 그러나 KPRP에 적용되는 기후 및 교통 데이터는 2000년대 초반의 자료를 기반으로 하고 있어, 현재 기준으로 약 10년 이상의 차이가 존재한다. 이에 따라 최 신 데이터를 반영하여 포장설계를 개선할 필요성이 제기되고 있다. 본 연구에서는 최근 10년간의 최신 기후 데이터를 활용하여 줄눈 콘크리트 포장(JCP)의 콘크리트 슬래브 컬링 시간을 계산하고, 이를 기반으로 온도응력 및 교통응력의 산정 방식을 현 시점에 맞게 개선하고자 한다. 또한, 2023년 도로포장관리시스템(PMS) 데이 터를 이용하여 한국도로공사가 관리하는 모든 고속국도 중 JCP가 적용된 구간을 대상으로 표면 균열(SD), 설계 차로별 AADT, 관 리구간별 도로 연장, 차로 폭 등의 데이터를 분석하였다. 이를 통해 각 도로의 피로균열율을 산정하고, 고속국도를 대상으로 줄눈 콘 크리트 포장의 전이함수를 개선하여 보다 정밀한 설계를 가능하게 하고자 한다. 본 연구는 최신 기후 및 교통 데이터를 반영한 KPRP 기반 줄눈 콘크리트 포장설계의 실현에 기여할 것으로 기대된다.

This study aims to optimize the SDC (Spinning Dust Collector) system in amphibious assault vehicle engines through numerical analysis of dust and moisture particle separation efficiency using CFD-DPM. Focusing on an axial cyclone structure, the research evaluates separation efficiency across various particle sizes and flow conditions. The results demonstrate that vortices generated by cyclone blades play a critical role in influencing particle trajectories and improving separation performance. Additionally, the study highlights the significant impact of engine flow conditions and housing design, emphasizing that their careful optimization enhances the system's efficiency in separating dust and water. These findings offer valuable insights into optimizing inlet and outlet flow paths and cyclone housing design, providing a solid foundation for advancing SDC system performance in high-efficiency engines.

In various machines used in industrial sites and transportation equipment, fastening structures of bolts and nuts are widely employed. However, conventional Steel sockets, classified as non-explosion-proof materials, have a high likelihood of generating sparks due to friction with components, which can lead to explosions or large-scale fires. To address this issue, this study developed a lightweight explosion-protection socket using AL-7075-T6 aluminum alloy, which is known for its excellent explosion-proof properties. However, due to the inherent characteristics of aluminum, it has lower rigidity compared to Steel, requiring the use of more expensive alloy materials. Therefore, our research team utilized Finite Element Analysis (FEA) and Multi-Objective Genetic Algorithm (MOGA) to optimize the mass and safety factor of the socket, proposing a design that simultaneously achieves both weight reduction and structural stability. The socket developed in this study is approximately 30% lighter than traditional Steel-based sockets while maintaining a safety factor of 1.2 or higher, significantly enhancing operational safety in explosive environments. This research sets a new standard in the design and manufacturing process of explosion-proof sockets and is expected to contribute to the optimization of various explosion-proof equipment in the future.

Multidisciplinary Design Optimization(MDO) method that considers principles in various fields affecting big scale structure and system design at the same time is used. Because most variables are connected many engineering phenomena under the classic optimized design method(all-in-one design approach), it is hard to judge the meaning of final design solution obtained, and there are cases where all variables converge before reaching the optimal design value in large-scale design problems with many variables. Collaborative Optimization (CO) method, the most advanced MDO approach, is used to efficiently solve these optimum problems, to efficiently analyze design problems involving numerous design variables and constraints and in which various engineering phenomena occur. However, the application of the MDO problem to CO introduces a number of numerical problems by destroying the numerical properties of the original optimal design problem. Therefore, this study researches one solution by listing the problems of CO after organizing various approaches of MDO.

Liquid hydrogen, a promising energy carrier, necessitates robust storage and transportation systems due to its extremely low boiling point. Consequently, the development of reliable cryogenic adhesives and standardized testing protocols is crucial. This study focused on optimizing the design of a gripper used in single lap shear tests for evaluating cryogenic adhesives, specifically targeting the challenges posed by low-temperature conditions that induce slippage at the gripper interface. The optimal design was performed using a total of five variables, including the position and size of the gripper. By employing the genetic algorithm coupled with finite element analysis, we exhaustively searched through over 1000 models to identify the optimal gripper geometry. We successfully minimized stress concentration at the gripper region while maintaining a uniform stress distribution on the non-bonded surface. Furthermore, the study explored the impact of symmetric versus asymmetric gripper configurations on test results. The findings revealed that symmetric grippers generally yielded more consistent and reliable data. This study's results enable the accurate and stable execution of lap shear tests under the temperature conditions of liquefied hydrogen.

본 논문에서는 15차 bézier 곡선을 사용하여 기존의 연구보다 더 유연한 빔 형상을 설계하고, 더 넓은 설계 공간에서 최적 설계를 수 행하여 최적의 열전도도를 갖는 빔 형상을 설계한다. 설계 공간이 넓어지면 그 만큼 계산양이 증가하게 되는데, 고차원 변수 공간에서 효율적으로 작동하는 인공신경망을 사용하여 최적 설계를 가속화하여 계산 한계를 극복하였다. 더 나아가 최적의 탄성계수를 갖는 빔의 형상과 비교하였으며 열전도와 탄성학 사이의 수학적 유사성을 이용하여 빔 형상을 설명한다. 본 연구에서는 인공지능을 활용 한 형상 최적설계를 통해 기존의 한계를 뛰어넘는 격자구조의 빔 형상을 제안한다. 먼저, SC(Simple Cubic), BC(Body Centered Cubic) 격자 구조 빔 형상을 bézier 곡선으로 모델링하고 bézier 곡선의 제어점 좌표를 무작위로 설정하여 학습데이터를 확보하였다. NN(Neural Network) 및 GA(Genetic Algorithm)를 통해 우수한 유효 열전도도를 가진 빔 형상을 생성하여 최적의 빔 형상을 설계하였 다. 본 연구를 통해 추후 다양한 열 조건에서 격자구조의 적절한 구조적 해답을 제시할 수 있을 것으로 기대된다.

공항은 다른 어떤 기반시설보다 복잡하고 사고시 매우 치명적이기 때문에 공항 계획/설계시 운영적인 측면을 고려한 면밀한 검토가 필요하다. 공항 건설이후 실제 항공기가 어떻게 운영되는지 시뮬레이션하고 문제점을 사전에 예측함으로써 항공기 운항 안전성을 확보할 수 있기 때문이다. 최근 도로/공항의 경우 디지털 트윈 기반의 시뮬레이션 프로그램으로 설계, 분석하는 사례가 많다. 이러한 기조에 맞춰 공항에서도 시뮬레이션 프로그램인 AviPLAN을 활용하여 에어사이드 배치 설계를 수행하고 있으며, 인천국제공항공사와 한국공항공사에서도 활용하고 있다. 본 연구에서는 기존 국내외 공항에 AviPLAN 프로그램을 활용하여 최적화 설계를 수행하였고 산출된 포장물량 절감사례를 바탕으로 에어사이드 시설 배치가 얼마나 중요한지 확인하고자 하였다.

The design variables and material properties as well as the external loads concerned with structural engineering are used to be deterministic in optimization process. These values, however, have variability from expected performance. Therefore, deterministic optimum designs that are obtained without taking these uncertainty into account could lead to unreliable designs, which necessitates the Reliability-Based Design Optimization(RBDO). RBDO involves an evaluation of probabilistic constraints which constitutes another optimization procedure. So, an expensive computational cost is required. Therefore, how to decrease the computational cost has been an important challenge in the RBDO research field. Approximation models, response surface model and Kriging model, are employed to improve an efficiency of the RBDO.

본 논문에서는 신뢰성 기반 최적설계(RBDO)에서 성능함수의 비선형성을 고려한 효율적인 차원감소법(DRM)을 제안한다. 차원감 소법은 적분직교점과 가중치를 사용하여 1차 신뢰도법(FORM) 보다 더 정확하게 신뢰도를 평가하는 반면 성능함수를 추가로 해석해 야하기 때문에 적분직교점의 개수가 증가하면 효율성이 저해된다. 본 논문에서는 신뢰성 기반 최적설계에서 성능함수의 비선형도를 평가하고, 비선형도에 따라 적분직교점의 수를 결정하는 기준을 제안한다. 이를 통해 신뢰성 기반 최적설계가 진행될 때 반복마다 적 분직교점의 수를 조절하여 차원감소법의 정확도는 유지하면서 계산의 효율성은 개선하는 방안을 제안한다. 성능함수의 비선형도 평 가는 최대가능목표점(MPTP) 탐색에 사용한 벡터 사이의 각도를 통해 이루어지며, 수치 테스트를 통해 비선형도에 따른 적절한 적분 직교점의 수를 도출하였다. 2차원 수치예제를 통해 개발된 방법이 차원감소법이나 몬테카를로 시뮬레이션(MCS)의 정확도는 유지하 면서 효율성이 향상된다는 것을 확인하였다.

본 논문에서는 다이나믹크리깅 대리모델 기반 자동차 브레이크 패드 마모량 측정센서 브라켓의 설계최적화를 소개한다. 브레이크 작동시 마찰재 바닥의 온도가 600°C 이상으로 상승하고, 이 열이 전달되어 센서의 기능을 상실시킨다. 따라서 열전달을 최소화하는 브라켓 형상의 설계최적화는 필수적이다. 최적화에 소요되는 계산비용을 절감하기 위해 다이나믹크리깅 대리모델로 열전달 시뮬레 이션을 대체하였다. 다이나믹크리깅은 최적의 상관함수와 기저함수를 선정하였으며, 정확한 대리모델을 도출하였다. 최적화 결과 센 서위치의 온도가 초기모델에 비해 7.57% 감소하였으며, 이를 열전달 시뮬레이션으로 다시 한번 확인하여 대리모델 기반 최적설계가 유의미함을 검증하였다.