초록 ▼

다분야 통합 최적 설계를 수행하기 위한 선행연구로서 각 단위기술의 개발과 이들의 모듈화, 그리고 각 단위기술들을 묶기 위한 최적 설계 기법의 연구사 수행되었다. 각 단위 기술들을 모듈화하기 위해 Model Center 를 사용하였다. 최적 설계 기법으로는 MDF, IDF, CO 등의 다양한 방법론들이 존재하므로 현재 최적화를 수행하고자 하는 문제에 가장 적합한 최적화 기법을 적용하여 최적화를 수행하고자 한다.

위의 다분야 통합 최적설계 기법과는 별개로 유전 알고리즘을 이용하여 공력-RCS 날개 형상 최적화를 수행하였다.

다분야 통합 최적 설계를 수행하기 위한 선행연구로서 각 단위기술의 개발과 이들의 모듈화, 그리고 각 단위기술들을 묶기 위한 최적 설계 기법의 연구사 수행되었다. 각 단위 기술들을 모듈화하기 위해 Model Center 를 사용하였다. 최적 설계 기법으로는 MDF, IDF, CO 등의 다양한 방법론들이 존재하므로 현재 최적화를 수행하고자 하는 문제에 가장 적합한 최적화 기법을 적용하여 최적화를 수행하고자 한다.

위의 다분야 통합 최적설계 기법과는 별개로 유전 알고리즘을 이용하여 공력-RCS 날개 형상 최적화를 수행하였다. 기존에 시간적인 제약으로 수행하지 못했던 점성 유동장에 대한 해석을 수행하였으며, 실제 문제에 가장 적합한 형태인 고주파 RCS 해석을 수행하였다. 이러한 해석을 바탕으로 진화적 다중에이전트시스템을이용하여 양력 최대화, 항력 최소화, RCS 최소화의 세가지 목적함수를 이용하여 최적화를 수행하였다. 그 결과 각 목적함수들을 잘 만족하는 파레토 전선을 얻을 수 있었으며 , 이 파레토 전선 중에서 몇 개의 해를 선택하여 유동 해석과 RCS 해석을 재수행하여 그 결과를 비교하였다.

또한 공력 구조의 다분야 해석을 이용한 최적 설계를 수행하였다. Model Center 를 이용하여 In-house 코드인 유동장 해석 프로그램과 상용 구조 해석 프로그램인 NASTRAN 을 통합하여 다분야 통합 해석 환경을 구현할 수 있었다. 이를 바탕으로, 실험설계와 반응표면 기법 등을 이용하여 효율적으로 날개의 공력 구조 연계 최적 설계를 수행하였다.

Abstract ▼

o Development of analyzing method for aerodynamics, structure and RCS
o Construction of MDO framework
o Development of MDO methodology
o Aerodynamics-RCS coupled design optimization using evolutionary algorithm
o Aircraft wing shape design optimization for aerodynamics, structure etc.

o Development of analyzing method for aerodynamics, structure and RCS
o Construction of MDO framework
o Development of MDO methodology
o Aerodynamics-RCS coupled design optimization using evolutionary algorithm
o Aircraft wing shape design optimization for aerodynamics, structure etc.
o Formation of GRID testbed

목차 Contents

• 제 1 장 서 론 ... 19
• 제 2 장 단위기술의 모듈화 ... 21
• 제 1 절 Model Center 의 개요 ... 21
• 제 2 절 프로그램의 모듈화 ... 22
• 제 3 장 다분야 통합 최적 설계 기법 ... 26
• 제 1 절 MDO 기법들의 비교 ... 27
• 가 . Multidisciplinary Feasible (MDF) Method ... 27
• 나 . Individual Discipline Feasible(IDF) Method ... 28
• 다 . 일반적으로 다른 기종의 컴퓨터와 각각의 OS 환경하에서 독자적인 해석 패키지를 활 ... 28
• 제 4 장 유전 알고리즘을 이용한 공력 -RCS 최적 설계 ... 31
• 제 1 절 서 론 ... 31
• 제 2 절 진화 알고리즘의 개요 ... 33
• 가 . 진화 알고리즘의 특징 ... 33
• 나 . 진화 알고리즘 구성 ... 34
• 다 . 진화 알고리즘의 장점 및 단점 ... 34
• 제 3 절 다목적 함수 최적화 ... 36
• 가 . 파레토 전선 (Pareto Frontier) ... 36
• 나 . 진화 알고리즘을 이용한 다목적 함수 최적화 ... 37
• 제 4 절 진화적 다중 에이전트 시스템 ... 40
• 가 . 다중 에이전트 시스템 (Multi-Agent System) ... 40
• 나 . 진화적 다중에이전트 시스템 (Evolutionary Multi Agent System) ... 40
• 다 . 계산 알고리즘 ... 41
• 라 . Modified EMAS ... 44
• 제 5 절 유동장 해석 ... 47
• 가 . 지배방정식 ... 47
• 나 . 지배 방정식의 좌표 변환 ... 48
• 다 . 수치 해석 기법 ... 49
• 제 6 절 RCS 해석 ... 59
• 제 7 절 최적 설계 결과 ... 61
• 가 . 최적 설계 조건 ... 61
• 나 . 최적 설계 결과 ... 61
• 제 5 장 공력 구조 연계 최적 설계 ... 70
• 제 1 절 공력 해석 ... 70
• 제 2 절 구조 해석 ... 70
• 가. 구조 해석 모듈 소개 ... 70
• 나. 구조 해석 모듈의 정확성 검증 ... 78
• 다. 날개 구조 모델 ... 79
• 제 3 절 공력 구조 연계 해석 과정 ... 80
• 제 4 절 최적 설계 과정 ... 81
• 가. 실험계획법 ... 81
• 나. Model Center를 통한 공력 구조 연계 해석 ... 82
• 다. RSM 구성 ... 83
• 제 5 절 최적 설계 결과 ... 86
• 제 5 장 결 론 ... 91
• 참고문헌 ... 92