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위성 구성품의 3차원 최적 배치 설계
3D Optimal Layout Design of Satellite Equipment 원문보기

한국항공우주학회지 = Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences, v.43 no.10, 2015년, pp.875 - 887  

염승용 (Department of Aerospace & Mechanical Engineering, Graduate School, Korea Aerospace University) ,  김홍래 (Department of Aerospace & Mechanical Engineering, Graduate School, Korea Aerospace University) ,  장영근 (Department of Aerospace & Mechanical Engineering, Graduate School, Korea Aerospace University)

초록
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최적 배치 설계는 다양한 산업분야에서 활용되고 있다. 우주분야인 위성 플랫폼에서도 제한된 공간 내에서 기계적, 열적, 전기적 인터페이스를 고려한 구성품 배치가 가능하도록 최적 배치 설계가 요구된다. 최적 배치 설계를 통해 합리적인 수준에서 최소화된 위성 플랫폼의 관성모멘트는 위성의 효율적인 자세제어 및 신속한 기동을 가능하게 하며, 위성의 임무성능을 향상시키는데 도움을 준다. 이를 위해 본 논문에서는 육면체 구조의 위성 플랫폼을 기반으로 내부 구성품들이 서로 간섭이 없는 상태에서 위성의 관성모멘트와 구성품 간 발열로 인한 영향을 최소로 하는 3D 최적 배치 설계를 제안한다. 본 연구에서는 3D 최적 배치 설계를 위해 새로운 유전 알고리즘을 제안한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The optimal layout design is used in the development of various areas of industry. In the field of space systems, components must be placed properly in the limited space of spacecraft by considering mechanical, thermal and electrical interfaces. When applying optimal layout design, a proper, even id...

주제어

#최적 배치 설계   #유전 알고리즘   #열 간섭도   #민감도 분석   #설계추정방정식  

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
위성 플랫폼에서 어떤 설계가 요구되는가? 최적 배치 설계는 다양한 산업분야에서 활용되고 있다. 우주분야인 위성 플랫폼에서도 제한된 공간 내에서 기계적, 열적, 전기적 인터페이스를 고려한 구성품 배치가 가능하도록 최적 배치 설계가 요구된다. 최적 배치 설계를 통해 합리적인 수준에서 최소화된 위성 플랫폼의 관성모멘트는 위성의 효율적인 자세제어 및 신속한 기동을 가능하게 하며, 위성의 임무성능을 향상시키는데 도움을 준다.
위성을 구성하는 부품은 어떻게 이루어지는가? 위성은 크기 및 임무에 따라 수백 개에서 수십만 개의 부품으로 이루어지며, 수많은 부품들이 모여 하나의 모듈 형태로 존재하는 구성품도 수십여 개에 달한다. 많은 수의 구성품들은 기능과 목적에 따라 위성 내부의 적절한 위치에 배치되며, 구성품들의 위치는 위성의 구조, 성능, 수명 등에 직·간접적으로 영향을 끼친다.
최적 설계를 위한 최적화 기준 및 제약조건을 설명하시오. 1) 구성품들의 배치를 통해 위성 플랫폼 관성모멘트는 최소가 되어야 한다. 2) 구성품들의 배치를 통해 구성품 간의 발열로 인한 영향은 최소가 되어야 한다. 3) 각 구성품은 육면체 플랫폼 내부에서 서로 간에 간섭이 없어야 한다. 4) 각 구성품은 위치된 플랫폼의 패널을 벗어나지 않아야 한다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (9)

  1. Zhi-Guo Sun and Hong-Fei Teng, "Optimal Layout Design of a Satellite Module", Engineering Optimization, Vol. 35, No. 5, 2003, pp. 513-529. 

    상세보기 crossref

  2. Bao Zhang and Hong-Fei Teng, "Layout Optimization of Satellite Module using Soft Computing Techniques", ELSEVIER, Vol. 8, No 1, 2007, pp. 507-521. 

  3. S. Q. XIE, G. G. WANG and Y. LIU, "Nesting of Two-dimensional Irregular Parts: an Integrated Approach", International Journal of Computer Integrated Manufacturing, Vol. 20, No. 8, 2007, pp. 741-756. 

    상세보기 crossref

  4. D.E. Goldberg, "Genetic Algorithms in Search, Optimization, and Machine Learning", Addison-Wesley Publishing Company, INC., MA, 1989. 

  5. Pierre M. Grignon and Georges M. Fadel, "A GA Based Configuration Design Optimization Method", ASME, Vol. 126, 2004, pp. 6-15. 

    상세보기 crossref

  6. Young-Keun Chang, et al, "Small-to-Mid Earth Observation Satellite Database Handbook (V3.1)", Space System Research Lab. 2014. 

  7. Hong-Rae Kim, Young-Keun Chang, "Multidisciplinary Design Optimization of Earth Observation Satellite Conceptual Design using Collaborative Optimization", The Korea Society for Aeronautical and Space Science, Vol. 43, 2015, pp. 568-583. 

    원문보기 상세보기 crossref

  8. Jihong Zhu, Weihong Zhang, Liang Xia, Qiao Zhang, David Bassir, "Optimal Packing Configuration Design with Finite-Circle Method", Journal of Intelligent & Robotic Systems, Vol. 67, 2011, pp. 185-199. 

  9. Ana Paula Curty Cuco, Fabiano L. de Sousa, Antonio J. Silva Neto, "A Multi-objective Methodology for Spacecraft Equipment Layouts", Optimization and Engineering, 2014. 

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