System Decomposition Techniques in Multidisciplinary Design Optimization Problems Using Genetic Algorithms and Neural Networks

유전알고리즘 및 신경회로망을 이용한 다분야통합최적설계문제의 시스템분리기법 연구

  • 김우석 (연세대학교 기계공학과) ;
  • 이종수 (연세대학교 기계전자 공학부)
  • Published : 1999.12.01

Abstract

다분야 통합 시스템의 설계문제는 다량의 설계변수와 구속조건으로 구성되며 다수의 공학적 현상으로 연관되어 있다. 다분야 통합 최적설계 문제를 효과적으로 다루기 위해서는 다양한 해석분야의 공학적 설계원리를 동시에 고려하여 균형 있고 유기적인 방법으로 최적의 설계를 결정하는 체계적인 설계자동화기술이 요구된다. 다분야 통합 설계문제를 위한 효율적인 설계방법론으로 분리기반 최적화 기법이 적용되는데 이 방법은 한 단위의 대규모 설계문제를 여러 개의 하부시스템으로 분리하여 독립적으로 최적화를 수행하고 각 하부 시스템으로부터의 설계해 사이의 중재 및 통합화를 거쳐 최종적으로 수렴된 최적설계를 찾는 방법이다. 본 논문에서는 분리기반 최적화기법을 다분야 통합최적 설계문제에 적용하는데 필요한 시스템분리기법을 유전알고리즘 및 다층 역전 파 신경회로망을 이용하여 정립하였다. 시스템분리기법을 검증하기 위해 최근 미국 Boeing사에서 개발중인 고속 민간항공기인 HSCT의 시뮬레이션기반 설계문제를 이용하였다. 대규모 설계시스템의 분리결과는 전체 설계문제의 특성을 파악하기 위한 자료로 활용되며 향후, 분리기반 최적화과정에서 최종적으로 통합된 최적설계를 탐색하는데 필요한 기반구조를 제공한다.

Keywords

References

  1. World Congress on Optimal Design of Structural Systems Multidisciplinary Design Optimization: An Emerging New Engineering Discipline J. Sobieski
  2. AIAA Paper No. 85-0584 Multidisciplinary Analysis and Synthesis: Needs and Opportunities R.H. Tolson;J. Sobieski
  3. NASA TM-83248 A Linear Decomposition Method for Large Optimization Problems-Blue-proint for Development J. Sobieski
  4. NASA CP-3031 Optimization by Decomposition: A Step from Hierarchic to Non-Hierarchic Systems J. Sobieski
  5. Ph.D. Dissertation in Mechanical Engineering, Rensselaer Polytechnic Institute Genetic Algorithms in Multi-disciplinary Design of Low Vibration Rotors J. Lee
  6. 1998년도 추계 기계학회 학술대회 논문집 유전알고리즘을 이용한 보강된 복합재 패널의 설계 이종수
  7. 1998년도 추계 정밀공학회 학술대회 논문집 유전알고리즘기반 구조설계문제의 최적화 개선에 관한 연구 이종수;김승진
  8. Ph.D. Dissertation in Aerospace Engineering, Virginia Polytechnic Institute and State University Development of Approximations for HSCT Wing Bending Material Weight Using Respones Surface Methodology V. O. Balabanov
  9. AIAA Journal v.26 no.7 Genetic Search - An Approach to the Nonconvex Optimization Problem P. Hajela
  10. Test Suite Problem 2.1-HSCT Data NASA-MDOB