$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

프로젝션 기법을 활용한 위상 최적설계
Topology Design Optimization using Projection Method 원문보기

한국전산구조공학회논문집 = Journal of the computational structural engineering institute of Korea, v.29 no.4, 2016년, pp.293 - 299  

하승현 (한국해양대학교 해양공학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

본 논문은 확장된 프로젝션 기법을 사용한 위상 최적설계 방법을 다루고 있다. 다양한 형상과 길이 스케일을 가지는 프로젝션 함수를 개발해 위상 최적설계 기법에 적용시킴으로써, 복합재료의 설계에서 형상 및 크기가 미리 주어진 보강재의 최적 배치를 위상 최적설계를 통해 결정할 수 있음을 확인하였다. 또한 이와 같은 프로젝션 기법이 균질화법과 결합되어 체적탄성률 또는 전단탄성률 등의 유효 재료특성을 최대화시키는 단위 구조를 설계함으로써, 주기 구조를 가지는 복합재료에서 보강재의 최적 배치를 결정하고 그 유효 재료특성값을 수치적으로 계산할 수 있음을 여러 수치 예제들을 통해서 검증하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, a projection method is introduced which is used in topology design optimization. In the projection method, each active design variable is projected onto the design domain depending on the shape and size of the projection functions, and the finite element under this projection receives...

주제어

#프로젝션기법   #위상최적설계   #길이 스케일   #복합재료   #균질화법  

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

문제 정의

  • 본 연구에서는 프로젝션 기법에 대해서 소개하고 이를 위상 최적설계의 수치 예제에 적용함으로써, 사용된 프로젝션 함수의 형상과 길이 파라미터 값의 변화에 따른 최적 형상의 변화를 살펴보고자 한다. 또한 이러한 프로젝션 기법을 균질화법(homogenization method)과 연계하여, 주기 구조를 가지는 복합재료에 대한 설계 기법을 보이고자 한다.
  • , 2004). 본 연구에서는 프로젝션 기법에 대해서 소개하고 이를 위상 최적설계의 수치 예제에 적용함으로써, 사용된 프로젝션 함수의 형상과 길이 파라미터 값의 변화에 따른 최적 형상의 변화를 살펴보고자 한다. 또한 이러한 프로젝션 기법을 균질화법(homogenization method)과 연계하여, 주기 구조를 가지는 복합재료에 대한 설계 기법을 보이고자 한다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
위상 최적설계란? 위상 최적설계는 주어진 설계 영역 내부에 재료의 밀도를 변화시킴으로써 최적의 재료 배치를 얻어내는 최적설계 기법으로, 1980년대 말 위상 최적설계의 개념이 도입된 이래로 (Bendsoe and Kikuchi, 1988), 지난 30년 가까이 구조, 유체, 열전달, 광학 등 다양한 공학 분야에서 사용되고 있다. 이러한 위상 최적설계 기법은 수치적으로 구현하기가 비교적 간결하면서도 우수한 최적설계 결과를 제시한다는 점에서 다른 최적설계 기법들에 비해 폭넓게 사용되고 있다.
위상 최적설계는 어떤 분야에 사용되고 있는가? 위상 최적설계는 주어진 설계 영역 내부에 재료의 밀도를 변화시킴으로써 최적의 재료 배치를 얻어내는 최적설계 기법으로, 1980년대 말 위상 최적설계의 개념이 도입된 이래로 (Bendsoe and Kikuchi, 1988), 지난 30년 가까이 구조, 유체, 열전달, 광학 등 다양한 공학 분야에서 사용되고 있다. 이러한 위상 최적설계 기법은 수치적으로 구현하기가 비교적 간결하면서도 우수한 최적설계 결과를 제시한다는 점에서 다른 최적설계 기법들에 비해 폭넓게 사용되고 있다.
초기의 위상 최적설계 기법에 대한 문제는? 초기의 위상 최적설계 기법에서는 설계 변수의 역할을 하는 재료 밀도가 요소의 중심 또는 절점에 배치되었고, 이 밀도값을 보간하여 유한요소 해석 등에 사용하였다. 이러한 접근은 이론 전개 및 정식화를 간결하게 한다는 이점은 있으나, 중간밀도 문제, 체커보드 현상, 힌지 연결, 요소망 의존성 등의 여러 수치적인 문제점을 일으켰다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (13)

  1. Bendsoe, M.P., Kikuchi, N. (1998) Generating Optimal Topologies in Structural Design using a Homogenization Method, Comput. Methods Appl. Mech. & Eng., 71, pp.197-224. 

  2. Cha, S.-H., Lee, S.-W., Cho, S. (2013) Experimental Validation of Topology Design Optimization, J. Comput. Struct. Eng., 26(4), pp.241-246. 

  3. Guedes, J., Kikuchi, N. (1990) Preprocessing and Postprocessing for Materials based on the Homogenization Method with Adaptive Finite Element Methods, Comput. Methods Appl. Mech. & Eng., 83, pp.143-198. 

    상세보기 crossref

  4. Guest, J.K. (2015) Optimizing the layout of Discrete Objects in Structures and Materials: A Projectionbased Topology Optimization Approach, Comput. Methods Appl. Mech. & Eng., 283, pp.330-351. 

    상세보기 crossref

  5. Guest, J.K., Asadpoure, A., Ha, S.-H. (2011) Eliminating Beta-Continuation from Heaviside Projection and Density Filter Algorithms, Struct. & Multidiscipl. Optim., 44(4), pp.443-453. 

    상세보기 crossref

  6. Guest, J.K., Prevost, J.H., Belytschko, T. (2004) Achieving Minimum Length Scale in Topology Optimization using Nodal Design Variables and Projection Functions, Int. J. Numer. Methods Eng., 61, pp.238-254. 

    상세보기 crossref

  7. Ha, S.-H., Guest, J.K. (2014) Optimizing Inclusion Shapes and Paterns Inperiodic Materials using Discrete Object Projection, Struct. & Multidiscipl. Optim., 50(1), pp.65-80. 

    상세보기 crossref

  8. Hassani, B., Hinton, E. (1998) A Review of Homogenization and Topology Optimization II-Analytical and Numerical Solution of Homogenization Equations, Comput. & Struct., 69, pp.719-738. 

    상세보기 crossref

  9. Sigmund, O. (1994) Materials with Prescribed Constitutive Parameters: an Inverse Homogenization Problem, Int. J. Solids & Struct., 31, pp.2313-2329. 

    상세보기 crossref

  10. Sigmund, O. (2001) A 99 line Topology Optimization Code Written in Mathlab, Struct. & Multidiscipl. Optimi., 21, pp.120-127. 

    상세보기 crossref

  11. Sigmund, O. (2007) Morphology-based Black and White Filters for Topology Optimization, Struct. & Multidiscipl. Optimi., 33, pp.401-424. 

    상세보기 crossref

  12. Sigmund, O., Peterson, J. (1998) Numerical Instabilities in Topology Optimization: A Survey on Procedures Dealing with Checkerboards, Meshdependencies and Local Minima, Struct. Optimi., 16, pp.68-75. 

    상세보기 crossref

  13. Svanberg, K. (1987) The Method of Moving Asymptotesa New Method for Structural Optimization, J. Numer. Methods Eng., 24, pp.359-373. 

    상세보기 crossref
LOADING...

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

GOLD

오픈액세스 학술지에 출판된 논문

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로