초록 ▼

□ 연구개요
- 본 연구에서는 기존 콘크리트 배합설계의 대안설계법으로써 경제성, 강도, 유동성 등의 요구성능을 동시에 고려하여 합리적인 공학재료설계가 될 수 있도록 배합인자(설계변수)와 요구성능(반응변수) 사이의 관계 데이터에 기반한 메타모델(metamodel) 및 메타휴리스틱스(metaheuristics)을 활용한 고강도 고유동 레디믹스 트콘크리트의 다목적 재료설계 최적화(MDO) 알고리즘을 개발 연구를 수행하였음.
- [단계1: 이론/알고리즘분석], [단계2: 알고리즘 코딩], [단계3: 알고리즘 검정]의 연구를 수행

□ 연구개요
- 본 연구에서는 기존 콘크리트 배합설계의 대안설계법으로써 경제성, 강도, 유동성 등의 요구성능을 동시에 고려하여 합리적인 공학재료설계가 될 수 있도록 배합인자(설계변수)와 요구성능(반응변수) 사이의 관계 데이터에 기반한 메타모델(metamodel) 및 메타휴리스틱스(metaheuristics)을 활용한 고강도 고유동 레디믹스 트콘크리트의 다목적 재료설계 최적화(MDO) 알고리즘을 개발 연구를 수행하였음.
- [단계1: 이론/알고리즘분석], [단계2: 알고리즘 코딩], [단계3: 알고리즘 검정]의 연구를 수행하였음.

□ 연구 목표대비 연구결과
- 레디믹스트 콘크리트의 다목적 최적설계를 실행하기 위한 프로그램은 공학분야에서 폭넓게 이용되는 프로그래밍 언어인 매트랩과 문서기반 공학설계 및 수치해석이 가능하여 건설분야에서 활용도가 높은 워크시트 기반 엔지니어링 소프트웨어인 Mathcad를 이용하여 두 종류의 프로그램 코드를 작성하였음.
- 콘크리트 배합물 설계의 과정은 전형적인 다기준의사결정문제이기 때문에 다양한 요구조건을 동시에 고려해야 하므로 본 연구에서는 실험계획법 기반 실험점설계, 통계적모델링과 다양한 요구조건의 상대적 중요도를 고려한 다목적 최적화가 수행하였으며, 단계적으로 보면 관심영역→실험영역설계→반응값측정→반응모델생성→모델적 정성 검증→요구조건(목적 혹은 성능)의 상대적 중요도→만족도함수설정→종합만족도→최적해 후보군 sort 등으로 구성된 순차적 다목적 최적화 절차를 제시하였음.
- 메타모델/메타휴리스틱스 기반 다목적최적설계 알고리즘의 검증(validation)을 위해 연구 후반기에 작은 규모의 실험을 실시하며, 메타모델의 유효성, 최적설계해의 재료 공학적 타당성, 다목적성의 효율적 처리 등의 여부를 판단하였음.

□ 연구개발결과의 중요성
- 다목적설계최적화 과정에 재료성능과 함께 비용 정보를 정량적으로 고려함으로써 경제적 고강도 고유동 레디믹스트콘크리트를 설계할 수 있는 현장적용기술을 확보하고 기술고도화를 도모할 수 있으며, 공학기술에서 낮은 수준에 있는 경험기반 콘크리트 배합설계기술의 전산화 및 고급화를 도모할 수 있음.
- 콘크리트 재료공학에서 수치해석적 재료설계 및 다목적최적화라는 학문분야를 발굴하고 개척함으로써 고급 수치해석기술을 보유한 콘크리트 공학재료기술자를 양성할 수 있음.
- 설계기술의 신뢰도가 낮고, 비용효율성을 고려하지 않는 기존 콘크리트 배합설계에 비용효율을 고려한 정밀한 다목적설계최적화를 적용함으로써 단위결합재량과 단위수량, 단위혼화재량을 효과적으로 관리할 수 있으며, 이로 인한 자원절약 및 콘크리트 제조비용절감 기대할 수 있음.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1.1 연구개발의 목표 ... 4
• 1.2 연구개발의 필요성 ... 4
• 1.3 연구대상 및 범위 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 2.1 SCC 다목적 최적설계 실행을 위한 프로그램 코드 작성 ... 6
• 2.2 적용 ... 14
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 15
• 3.1 중요성 ... 15
• 3.2 활용방안 ... 16
• 3.3 기대효과 ... 16
• 4. 참고문헌 ... 17
• 5. 연구성과 ... 18
• 대표적 연구실적 ... 18
• 끝페이지 ... 22