Design Sensitivity Analysis and Optimization of Finite Dimensional Structures by Adjoint Variable Method

의사변수법(擬似變數法)에 의한 유한차원(有限次元) 구조물(構造物)의 설계민감도(設計敏感度) 해석(解析) 및 최적화(最適化)에 관한 연구(硏究)

This paper deals with the adjoint variable method in design sensitivity analysis that is essential to the structure optimization. The method is shown to be much simpler than the conventional method in structure optimization by applying it to the optimal design of finite dimensional structures. Design sensitivity analyses and their numerical solutions for the principal constraints, i.e., displacement and stress constraints under static loads are obtained. Furthermore, it is proved that optimization can be carried out efficiently by applying the optimization algorithm. Structure optimization problems of minimizing the volumes of the truss structures(finite dimensional structures) under the appropriate boundary conditions, loading conditions and constraints are considered.

본 연구에서는 구조물 최적 설계시 필수적인 설계민감도 해석을 의사변분법을 도입하여 유한차원 구조물에 적용함으로써 구조물 최적설계를 기존의 방법보다 훨씬 간편하게 할 수 있음을 보인다. 정하중하에서 제약조건의 주종을 이루고 있는 변위 및 응력의 제약조건에 대하여 설계민감도 해석 및 그 수치해를 구하며 나아가 최적화 알고리리즘을 사용하여 최적설계가 효율적으로 수행됨을 입증한다. 유한차원 구조물인 트러스의 적당한 경계조건, 하중조건 및 제약조건하에서 구조물의 무게를 최소화 시키는 최적설계 문제를 고려한다.