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NTIS 바로가기한국전산구조공학회논문집 = Journal of the computational structural engineering institute of Korea, v.26 no.4, 2013년, pp.241 - 246
차송현 (서울대학교 조선해양공학과 아이소-지오메트릭 최적설계 창의연구단) , 이승욱 (서울대학교 조선해양공학과 아이소-지오메트릭 최적설계 창의연구단) , 조선호 (서울대학교 조선해양공학과 아이소-지오메트릭 최적설계 창의연구단)
From the numerical results of density-based topology design optimization, a CAD geometric model is constructed and fabricated using 3D printer to experimentally validate the optimal design. In the process of topology design optimization, we often experience checkerboard phenomenon and complicated br...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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위상 최적설계는 무엇인가? | 위상 최적설계는 재료 물성치에 대한 설계민감도와 수학적 최적화를 결합하여 주어진 재료량 제한조건 하에 최적의 재료분포를 찾는 설계기법이다. 1988년 Bendsøe와 Kikuchi가 균질화(Homogenization) 기법에 위상 최적화 방법을 도입하여 사용한 이후, 많은 위상 최적화 방법은 선형 및 비선형 구조문제(Cho et al. | |
위상 최적설계 문제에서 호율적으로 설계 민감도를 얻을 수 있는 방법이 요구되는 이유는? | , 2003)를 해결하는 방법으로 개발되어 왔다. 일반적으로 위상 최적설계 문제는 많은 설계변수를 포함하기 때문에 효율적으로 설계민감도를 얻을 수 있는 방법이 요구된다. 여러 설계민감도 해석기법 중 연속체 기반 에조인 변수법(Adjoint variable method: Haug et al. | |
밀도법 기반 위상 최적설계를 통해 얻어진 수치 결과를 CAD 정보로 변환하고 이를 3차원 프린터로 제작하여 최적설계의 타당성을 실험적으로 검증한 결과, 무엇을 확인할 수 있었는가? | 본 논문에서는 밀도법 기반 위상 최적설계를 통해 얻어진 수치 결과를 CAD 정보로 변환하고 이를 3차원 프린터로 제작하여 최적설계의 타당성을 실험적으로 검증하였다. 위상 최적설계에서 얻어진 최적설계 구조물과 동일한 부피를 가지는 대조군을 설정하였고, 각 구조물의 강성을 실험을 통해 비교하여 최적설계 구조물이 가장 높은 강성을 가지고 있음을 알 수 있었고 위상 최적설계에서 목적함수인 컴플라이언스에 대한 최적설계 구조물의 실험값과 수치해석 값이 잘 일치함을 확인하였다. 따라서 수치적인 최적설계가 실제 실험에서도 유효함이 입증되었으므로 수치 최적설계의 타당성에 대한 실험적 근거를 마련하였다고 할 수 있다. |
Bendoe, M.P., Kikuchi, N. (1988) Generating Optimal Topologies in Structural Design Using a Homogenization Method, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 71, pp.197-224.
Bendsoe, M.P., Sigmund, O. (2002) Topology Optimization; Theory, Methods and Applications, Springer, New York.
Cho, S., Jung, H. (2003) Design Sensitivity Analysis and Topology Optimization of Displacement-loaded Nonlinear Structures, Journal of Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 192, pp.2539-2553.
Haug, E.J., Choi, K.K., Komkov, V. (1986) Design Sensitivity Analysis of Structural Systems, Academic Press, New York.
Kim, M.-G., Kim, J.-H., Cho, S. (2010) Topology Design Optimization of Heat Conduction Problems using Adjoint Sensitivity Analysis Method, Journal of Computational Structural Engineering, 23(6), pp.683-691.
Sigmund, O. (1997) On the Design of Compliant Mechanisms Using Topology Optimization, Mech. Struct. & Mach. 25(4), pp.493-524.
Sigmund, O., Peterson, J. (1998) Numerical Instabilities in Topology Optimization: A Survey on Procedures Dealing with Checkerboards, Meshdependencies and Local Minima, Structural Optimization, 16, pp.68-75.
Sigmund, O. (2001) A 99 line Topology Optimization Code Written in Matlab, Struct Multidisc Optim, 21, pp.120-127.
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오픈액세스 학술지에 출판된 논문
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