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설계의존형 하중조건을 갖는 시스템의 아이소-지오메트릭 형상 최적설계
Isogeometric Shape Design Optimization of Structural Systems Subjected to Design-dependent Loads 원문보기

한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회, 2010 Apr. 08, 2010년, pp.512 - 515  

구본용 (서울대학교 조선해양공학과) ,  하승현 (서울대학교 조선해양공학과) ,  조선호 (서울대학교 조선해양공학과 및 RIMSE)

초록
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본 논문에서는 등기하 해석법을 이용하여 설계의존형 하중조건을 갖는 구조물에 대한 형상 최적설계를 수행하였다. 유한요소법 기반 형상 최적설계는 CAD 모델과 해석 모델의 차이로 인해, 설계영역 매개변수화에 어려움이 있다. 등기하 해석법은 CAD 모델과 동일한 NURBS 기저 함수와 조정점을 해석에 이용함으로써 설계의 기하학적 변화를 해석모델에 직접적으로 표현할 수 있는 장점을 가진다. 하중조건이 설계 영역이 변화함에 따라 변하는 최적설계 문제의 경우, 정확한 설계 영역 표현은 법선 벡터, 즉 변화하는 하중의 방향과 곡률과 같은 고차항의 정보를 정확하게 표현할 수 있고, 따라서 목적함수를 최소 또는 최대화시키는 최적의 해로 이끌어 낸다. 유한요소법 또는 밀도법을 이용한 형상 최적설계에서 설계의존형 하중조건을 갖는 구조물의 문제를 푸는 경우, 최적설계가 진행됨에 있어 변화하는 경계의 부정확성 때문에 정확한 설계민감도를 얻기가 어려운 점이 있다. 본 논문에서는, 수치 예제를 통해 등기하 해석 기반의 형상 최적설계 방법론이 설계의존형 하중조건을 갖는 구조물 문제에서 수월성을 가짐을 확인하였다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 그러나 경계가 정확하게 표현되지 못하기 때문에 설계민감도에서 많은 오차가 예상되며 따라서 엄밀한 최적설계를 얻기는 어려웠다. 본 논문에서는 등기하 기법을 이용하여 정확한 경계를 표현함으로써 기하학적 엄밀성을 높이고 이에 따른 설계민감도를 구하여 최적화된 설계를 구해 본다.
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