• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권3호
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• pp.183-190
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• 2019

본 논문은 균열선단 그리드 세분화기법을 소개하고 자연요소법을 이용한 균열해석에 이 기법을 적용함으로서 그 유효성을 고찰하였다. 유한요소법에 있어서의 국부적 h-세분화와 같이 높은 응력 특이성을 보이는 균열선단 주위를 따라 자연요소법 그리드를 국부적으로 세분화하였다. 본 논문에서 소개되는 그리드 세분화기법은 2단계로 구성되며, 1단계에서는 그리드 점들이 추가되고 2단계에서는 균열선단 절점을 공유하는 델라우니 삼각형들이 나뉘게 된다. 제안하는 그리드 세분화기법의 타당성과 균열해석에서의 유효성을 입증하기 위해 대칭 엣지 균열을 갖는 평면 변형률 상태의 사각 평판을 해석하였다. 수치해석 결과의 상대비교를 위해 균일한 자연요소 그리드를 이용한 균열해석도 수행하였으며, 균열선단이 세분화된 그리드는 균일한 그리드와는 달리 이론해와 조밀한 그리드와 유사한 균열선단 응력분포를 나타내었다. 또한, 총 그리드 절점수에 대한 해석결과의 전역 상대오차에서도 세분화된 그리드가 균일한 그리드에 비해 높은 수렴율 나타내었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권5호
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• pp.421-426
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• 2010

본 논문에서는 코너에서 대각선방향으로 인장하중을 받고 있는 접힌자국이 있는 사각형 멤브레인에서 두께가 주름 거동에 미치는 영향을 기하학적 비선형 후좌굴 유한요소해석을 통하여 연구하였다. 멤브레인은 쉘 요소로 모델링 하였고 좌굴을 발생시키기 위하여 면외방향으로 미소의 무작위성 기하학적 결함을 메쉬에 가하였다. 해석은 접히지 않은 원멤브레인과 수직방향으로 접힌 멤브레인에 대해 수행하였고 그 결과를 비교하였다. 해석결과 멤브레인의 두께가 감소함에 따라 주름의 발생과 성장을 크게 촉진함을 알 수 있었다. 또한 접힌 자국의 초기 전개각이 증가할수록 국부주름의 낮은 하중에서 발생하였으나 전역주름으로의 성장은 지연되는 경향을 보였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권2호
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• pp.122-129
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• 2002

우주 구조물인 하나콤 위성본체 플래폼의 구조최적화를 수행하였다. 하나콤 위성 플래폼의 최적설계에는 다양한 우주 환경 하에서 고려하기 어려운 제한 조건들이 고려된다. 이러한 제한 조건들을 고려하기 위해서 최적화 기법인 변형 유용 방향 탐색법과 유전자 알고리즘을 유한 유소 해석 기법을 사용하는 MSC/NASTRAN과 병행하여 최적화를 수행하였다. 하나콤 위성 플래폼의 최적화는 정적해석과 동해석을 통하여 베어링 응력과 고유 진동수에 대한 제한조건을 사용하여 수행하였다. 본 연구의 수행 결과 국부 최적화 기법인 변형 유용 방향 탐색법이 전역 최적화 기법인 유전자 알고리즘에 의한 최적화 보다 좋은 결과를 얻을 수 있었다. 또한, 두 기법의 최적화 모두 응력 보다는 고유 진동수에 의한 제한 조건이 최적화에 더 큰 영향을 준다는 사실을 알게 되었다. 하나콤 위성 플래폼의 최적화를 통해서 주어진 환경에 더 적합하고 안정성 있는 플래폼의 구조최적설계를 할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제32권8호
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• pp.660-667
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• 2008

During the last two decades, lots of efforts have been devoted to resolve thermal stratification phenomenon and primary water environment issues. While several effective methods were proposed especially in related to thermally stratified flow analyses and corrosive material resistance experiments, however, lack of details on specific stress and fatigue evaluation make it difficult to quantify structural behaviors. In the present work, effects of the thermal stratification and primary water are numerically examined from a structural integrity point of view. First, a representative austenitic nuclear piping is selected and its stress components at critical locations are calculated in use of four stratified temperature inputs and eight transient conditions. Subsequently, both metal and environmental fatigue usage factors of the piping are determined by manipulating the stress components in accordance with NUREG/CR-5704 as well as ASME B&PV Codes. Key findings from the fatigue evaluation with applicability of pipe and three-dimensional solid finite elements are fully discussed and a recommendation for realistic evaluation is suggested.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제35권6호
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• pp.367-374
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• 2022

본 논문에서는 역전파 방법 기반 자동미분법을 이용하여 설계민감도를 구하고 이를 응력제한조건을 고려한 위상최적설계에 적용하였다. 응력제한조건이 있는 위상최적화문제는 특이점(singularity)과 응력의 국부성(local nature of stress constraint)문제, 그리고 설계 변수에 대한 비선형성의 문제를 포함하고 최적해를 얻기가 매우 힘들다. 특이점 문제를 해결하기 위해서 응력 완화(stress relaxation) 기법을 사용하였고, 응력의 국부성을 해결하기 위해 p-norm을 이용한 전역 응력치를 제한조건에 사용하였다. 설계 변수에 대한 비선 형성을 극복하기 위해 해석적인 방법으로 정확한 설계민감도를 구하는 것이 중요하다. 위상최적설계에서 기존에는 보조변수방법 (adjoint variable method)을 사용하여 빠르고 정확한 설계민감도를 구했지만, 설계민감도를 해석적으로 구해야 하고, 보조평형방정식을 추가로 풀어야 하는 어려움이 있다. 이를 해결하기 위해서 인공신경망에서 최적 가중치(weights)와 편차(biases)를 구할 때 쓰이는 역전파 기법을 이용하여 설계민감도를 구하고 이를 응력제한조건을 고려한 위상최적설계에 적용하였다. 역전파 기법은 자동미분에 쓰이는 기법으로 목적함수나 제한조건에 대한 설계민감도를 별도의 수식유도 없이 간단하게 구할 수 있는 장점이 있다. 또한, 미분값을 구하는 역전파의 과정이 보조평형방정식을 푸는 것보다 계산시간이 빠르고 해석적 방법으로 구한 설계민감도와 같은 정확도를 보여준다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제12권6호
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• pp.629-638
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• 2000

알고리즘의 용이성과 전역적 최적해로의 수렴가능성 등의 이점을 가진 SA알고리즘은 구조최적화문제에 활발하게 적용되고 있으나 냉각스케줄의 설정, 모호한 종료기준, 과도한 반복해석 등의 문제점을 가지고 있다. 그러므로 본 논문에서는 기존 SA알고리즘의 단점을 보완한 MSA 알고리즘을 개발하고자한다. MSA 알고리즘은 수렴에 요구되는 반복수를 감소시키고 국부최소점이 많은 동적최적화문제의 초기설계 선택의 자율성을 확보하기 위하여 SQ 및 SA의 2단계로 구성하여 개발하였다. 또한 기존 연구에서 제안된 냉각 스케줄에 의한 수렴성 등을 비교분석하여 구조최적화에 적합한 냉각스케줄을 제안하여 그 성능을 평면가새골조 구조물의 최적내진설계에 적용하여 분석하였다.

• 에너지공학
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• 제12권1호
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• pp.42-48
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• 2003

전력계통이 점점 더 복잡하고 광역화됨에 따라서 전압 및 무효전력 제어는 매우 중요한 문제로서 부각되고 있다 특히 전압과 밀접한 관련이 있는 무효전력은 그 특성상 장거리 수송 및 수수가 어렵다. 따라서 효과적인 전압 및 무효전력 제어를 위해서는 지역계통 내의 조상설비들을 최적으로 운용하는 것이 중요한데 비선형의 복잡한 시스템인 전력계통에 대해 해석적인 방법을 이용하여 조상설비의 운영을 결정하기란 매우 어려운 일이다. 본 논문에서는 지역계통의 전압 및 무효전력 제어를 위해서 154㎸ 변전소에 설치된 대표적인 조상설비인 전력용 콘덴서의 최적 투입량을 최적해 탐색기법 중 하나인 유전알고리즘을 이용하여 결정하였다. 본 논문에서 사용된 유전알고리즘은 탐색공간의 여러 점을 동시에 탐색하는 전역적 탐색방법으로 국부해에 수렴할 가능성이 적고 목적함수의 미분가능 및 연속성과 같은 조건에 제약을 받지 않는 확률론적 최적해 탐색방법이다. 사례연구에서는 우리계통의 중장기 계획 테이터를 이용하여 지역 관리처 계통에 적용하여 상정사고시 발생하는 전압 강하에 대한 전압 및 무효전력 제어에 초점을 두었다. 시뮬레이션은 실계통 해석에 이용되고 있는 PTI사의 PSS/E에서 수행하였으며 전력용 콘덴서의 최적량 투입량 산정에 대하여 본 논문에서 제시하는 유전알고리즘을 이용한 방법과 감도 분석을 이용한 방법의 결과를 비교하여 그 타당성을 검토하였다.

• 정보처리학회논문지B
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• 제11B권1호
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• pp.27-34
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• 2004

본 논문에서는 MPEG-2비디오 스트림에서 복호화 과정 없이 압축비디오에서 직접 얻을 수 있는 정보들을 활용하여 움직이는 객체를 추적하고 해석하는 방법을 제안한다. 제안된 방법에서는 먼저 MPEG-2의 움직임 벡터로부터 근사적으로 움직임 플로우(motion new)를 구성하고, 전역 적인 움직임 플로우로부터 일반화된 Hough 변환을 이용 카메라의 기본적인 움직임인 팬(pan), 틸트(tilt), 줌(zoom)량 등을 계산하였다. 계산된 카메라 움직임은 국부적으로 일어나는 객체의 움직임을 보정하는데 사용하였다. 움직이는 객체의 추적은 사용자가 원하는 객체를 바운딩 박스 형태로 정의함으로 시동된다. 이후의 객체의 추적은 카메라 움직임이 보정된 객체의 움직임 플로우를 한 GOP(Group of Pictures)단위로 면적 기여도에 따라 누적하여 추적하였다. 또한 추적오차의 누적을 막기 위해 매 GOP마다 DCT(Discrete Cosine Transform) 정보를 이용하여 초기 바운딩 박스와 매칭을 통해 객체의 영역을 재 설정하였다. 제안된 방법은 압축된 비디오 스트림에서 직접 정보를 얻음으로써 계산속도의 향상을 기할 수 있으나, 압축된 MPEG-2 비디오에서 얻을 수 있는 정보들이 최대 블록 단위이므로 객체의 정의도 블록단위 이상의 객체로 제한되며, 이용한 수 있는 정보가 제한되어 있기 때문에 정확한 객체추적보다는 근사적인 객체추적에 적합하다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.248-248
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• 2018

새만금 종합개발계획(정부, 2011)에 따른 내부개발의 완료시점은 2030년이며, 방수제 공사와 준설 등과 같이 만경강 및 동진강 유역 내 흐름을 변화시킬 수 있는 공사를 포함하고 있으므로 현재와 2030년의 하천 및 호의 수리특성은 다를 것이라 예상된다. 2030년까지 준설상황 등을 예측하여 반영하는 것은 사실상 불가능하기 때문에 새만금 종합개발계획에서 제시하고 있는 내부개발의 완료시점을 기준으로 홍수사상을 모의하였다. 새만금 호의 물리적인 변화는 수리특성의 변화로 이어질 수 있으며, 이는 상류지역으로 전파가 될 수 있으므로 호내 뿐만 아니라 만경강과 동진강 전역에 대한 홍수시의 수리특성을 검토하였다. 새만금 호와 연결된 만경강과 동진강의 설계홍수량은 대부분의 구간에서 100년 빈도이기 때문에 본 연구에서는 100년 빈도 홍수사상에 대한 분석을 기초로 홍수위 검토를 수행하였고, RCP8.5 시나리오를 적용한 100년 빈도 홍수량과 500년 빈도 홍수량에 대한 추가적인 연구를 수행하였으며, 이 결과를 토대로 취약지구 분석 및 대책 등을 제시하였다. 수치모의는 Delft3D를 이용하였으며, 새만금 유역의 동진강 지구의 실측치와 비교함으로써 모델의 적용성을 검증하였다. 서해안 조위 특성상 새만금 방조제는 조위 영향이 크므로, 이에 본 연구에서는 외조위의 특성을 고려하기 위해 새만금 유역 주변의 12개 조화상수(tidal harmonic constant)를 이용하여 조위에 대한 모의를 별도로 수행하고, 이 결과를 배수갑문의 경계조건으로 이용하였다. 상류 경계조건은 하천기본계획상에 제시된 하천은 이를 이용하였으며, 그 외의 소하천은 유역면적을 이용한 계산법을 사용하여, 선형적 면적 비유량(Specific Discharge, SD) 방법을 적용하여 본류의 유량에 부가하는 방식으로 수행하였다. 수치해석 결과, 준설 구간의 수위는 전반적으로 저하되었으며, 거리에 따른 수면의 경사를 분석한 결과 기존의 하천구역이 준설 등으로 인하여 호수의 특성으로 변화된 것으로 확인하였다. 본 연구에서 취약지구는 홍수위가 제방고의 약 80% 이상 되는 지역으로 결정하였으며, 이를 토대로 취약지구 분석을 수행한 결과 기존 100년 빈도에서 1지점, RCP 8.5 시나리오가 적용된 100년 빈도에서 88지점, 500년 빈도에서 125지점이 잠재적인 치수 위험이 있는 것으로 파악되었다. 기존의 1차원 연구결과와는 차이가 있는 부분은, 다수의 취약지구가 만곡부 또는 합류부 인근에 위치한 것이다. 향후 이러한 상대적인 치수 취약지점에 대해 정밀하고 국부적인 연구를 수행하여 정확한 홍수위 예측을 수행해야 할 것이다.