초록 ▼

$\bigcirc$ 통합 제품설계 자동화 소프트웨어 개발
$\blacksquare$ 열해석 DB를 이용한 해석, 최적화
$\blacksquare$ 해석코드를 이용한 해석, 최적화
$\blacksquare$ AutoCAD 자동화, 설계도면 자동생성
$\blacksquare$ 진공로 물성 Data Library 화
$\blacksquare$ 분산환경이 지원된 프레임웍
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$\bigcirc$ 통합 제품설계 자동화 소프트웨어 개발
$\blacksquare$ 열해석 DB를 이용한 해석, 최적화
$\blacksquare$ 해석코드를 이용한 해석, 최적화
$\blacksquare$ AutoCAD 자동화, 설계도면 자동생성
$\blacksquare$ 진공로 물성 Data Library 화
$\blacksquare$ 분산환경이 지원된 프레임웍
$\blacksquare$ 열해석 코드 개발
$\blacksquare$ 최적화 기법은 전역 최적화 기법인 유전자 알고리즘과 GBM을 사용하였음
$\bigcirc$ 진공로 실험을 통한 데이터 확보 및 진공로 개조
$\blacksquare$ 저온, 고온 열전도율 확보
$\blacksquare$ CFD 를 이용한 열해석 DB 구축(저온, 고온)
$\blacksquare$ DB를 이용한 해석 및 최적화 실험 결과 대비
$\blacksquare$ 초고온 실험을 위한 시험로 개조
$\blacksquare$ 참여기업 설계 기술 향상
$\bigcirc$ 초고온 진공로 개발

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...2
• 에너지.자원기술개발사업 최종보고서 초록 ...3
• 요약문 ...4
• 목차 ...5
• 표목차 ...9
• 그림목차 ...10
• 제 1 장 연구개요...13
• 제 1 절 연구목적 및 목표...13
• 제 2 절 연구 필요성...15
• 제 3 절 연구 개발 추진체계...17
• 제 2 장 연구내용...18
• 제 1 절 연차별 연구내용...18
• 제 2 절 초고온 진공로 통합설계 소프트웨어 개발...20
• 1. 진공로 개요...20
• 2. 진공로 통합설계 프레임 워크 선정...21
• 가. PC 기반 프레임 워크 개발...21
• (1) 해석코드 통합...22
• (2) CAD 모듈의 통합...23
• (3) 데이터 베이스 통합...24
• 나. 분산환경을 기반으로 한 통합설계 프로그램...26
• (1) 해석코드 통합방안...27
• (2) 최적화코드 통합방안...28
• (3) 데이터베이스 통합방안...29
• (4) CAD 통합방안...29
• 다. 웹 기 반 통합설 계 프레임 워크...30
• (1) 해석코드 통합...32
• (2) CAD 통합...32
• 라. 3개의 프레임워크의 기능 비교 및 유도무기 프레임워크 선정...33
• 3. 인터페이스 모듈 / Newyork 개발...34
• 가. 통합설계 프레임워크의 필요성 및 관련 연구...34
• (1) 공업 설계에서의 필요성...34
• (2) 관련 연구...35
• 나. MDO 통합설계 프레임 워의...37
• (1) MDO 통합설계 프레임 워크의 정의...37
• (2) MDO 통합설계 프레임워크의 아키 택처...37
• (3) 구성요소 및 기능정리...38
• 다. iFuD (Intelligent Furnace Designer)...41
• 4. 데이터 베이스 설계 및 구축...42
• 가. 데이터베이스 시스템의 설계 및 필요성...42
• 나. DBMS System의 설 계...43
• (1) 기존 업무프로세스 분석...43
• (2) System Process Flow...44
• (3) Entity Relationship Diagram(개체 관계도), Table Schema 구축...46
• (4) Database Interface...47
• (5) Database View...48
• 5. 형상설계 모듈 개발...49
• 가. 상용 CAD 시스템 의 선정...49
• 나. 형상설계 변수 정리...50
• 다. 형상설계 도면분석...51
• 라. 형상모듈 구현 방안 연구...51
• 마. 형상설계 모듈 개발...52
• 6. GUI 환경 개발...53
• 7. 최적화 코드 개발 및 최적화 모듈설계 개념정려...54
• 가. 구배기반의 최적화 기법 구현...55
• 나. 전역적 최적화 기법구현...56
• 다. 최적화 코드 통합...56
• 라. 최적화 모듈개발 시험 및 검증...57
• 8. 시스템 개별시험...57
• 가. 구성부분별 개별시험...57
• 나. S/W 통합 시험...58
• 다. 시스템 운용 시험...58
• 제 3 절 열해석 DB 구축 및 진공로 최적설계...60
• 1. 열전달 해석 개념 정립...60
• 가. 열전도 해석...60
• 나. 수치 해석 방법...60
• 다. 열대류 해석...63
• (1) 자연대류 방정식의 수치 해석...63
• (2) 에너지 방정식의 차분화...65
• 라. 복사열전달 해석...66
• (1) 복사 강도...66
• (2) 벽면 열전달...67
• (3) 기체영역...67
• 2. 진공로 내부 열전달해석...70
• 3. 열전도도 측정...71
• 4. 배기 압력 변화에 따른 해석 결과...72
• 5. 고온부분($1300^{circ}C-1600^{circ}C)$...74
• 가. 열해석 DB 구축...74
• 나. 진공로 최적 설계 정식 차...74
• 다. 열해석 DB를 이용한 최적화설계...75
• (1) 여러 초기 조건에 따른 에너지 절감 및 전역 최적해...75
• (2) 최적 설계 결과검증...76
• (3) 발열체 개수에 따른 최적화...77
• (4) 발열량과 제작비용을 함께 고려한 최적설계...78
• 6. 초고온부분($2000^{circ}C-2500^{circ}C)$...79
• 가. 열해석 DB 구축...79
• 나. 진공로 최적 설계 정식화...80
• 다. 열해석 DB를 이용한 최적화설계...82
• (1) 실험 결과와 해석 결과 비교...82
• (2) 열해 석DB 최적 설계...83
• (3) 진공로 챔버 구속조건 사용여부에 따른 최적화결과 비교...85
• (4) 제작가능한 형상...85
• (5) 비용을 고려한 설계...87
• 7. 냉각유량 해석 Baseline에 대 한 냉각수 유량 계산$(2500^{circ}C)$...87
• 8. 열응력 해석...91
• 9. 대형로의 필요 발열량 예측...93
• 10. 수직로 성능 예측...95
• 11. 기 제작된 대기로 문제점 관련 규명...97
• 제 4 절 초고온 진공로 제작 및 성능검증...100
• 1. 전기로 설계요소 자료수집 및 DB 구축...100
• 2. 기 제작 자료 정리...100
• 가. 4기 로 선정...100
• 나. 주요 설계요소 물성자료 기초 DB 수집...102
• 3. 설계 과정 재정립...102
• 4. 시험로 반복실험을 통한 실측데이터 축적...103
• 5. 통합설계도입, 수정요구에 대한 개조이력...104
• 6. 초고온용 진공로 개발제작, 성능시험...106
• 7. 초고온용 진공로 개발 보완점...106
• 제 3 장 초고온 진공로 통합설계 소프트웨어 소개...107
• 제 1 절 초고온 진공로 통합설계 소프트웨어 시스템 개념도...107
• 제 2 절 초고온 진공로 통합설계 소프트웨어 시스템 통합 구조...108
• 1. 해석코드 통합방안...109
• 2. 최적화 코드 통합 방안...109
• 3. 데이터 베이스 통합 방안...109
• 4. CAD 통합 방안...110
• 제 3 절 초고온 진공로 통합설계 소프트웨어 데이터 흐름도...111
• 제 4 절 진공로 설계 소프트웨어 사용 방법...114
• 제 4 장 진공로 장치 소개...120
• 제 1 절 진공로 실험 장치...120
• 1. Graphite Vacuum Furnace (Front loading type)...120
• 2. 진공장비...121
• 3. 발열체...121
• 제 2 절 진공로 실험 방법...123
• 1. 실험 장치 구성...123
• 2. 실험방법...124
• 가. Thermocouple($1700^{circ)$ of 하)...124
• 나. Thermocouple-Pyrometer(1700^{circ)$ of 상)...125
• 제 5 장 연구결과...128
• 제 1 절 최적설계에 의한 초고온 진공로 개발...128
• 1. 진공로 실험결과와 CFD-ACE, 해석 DB를 이용한 해석결자 비교(2000")...128
• 2. 열해석DB와 CFD-hCE 최적 설계 결과 비교...129
• 3. 진공로 챔버 구속조건 사용여부에 따른 최적화결과 비교...130
• 4. 에너지 절감효과...131
• 제 2 절 CFD를 이용한 진공로 열해석 DB 구축...133
• 제 3 절 초고온 진공로 통합설계 소프트웨어 개발...133
• 제 4 절 발표 논문...133
• 제 6 장 개발 결과 확인...135
• 제 1 절 1차년도 평가항목 및 평가 방법...135
• 제 2 절 2차년도 평가항목 및 평가 방법...135
• 제 7 장 연구결론...136
• 참고문헌...138
• 부록...139