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축대칭 쉘 구조물의 형상 설계민감도해석 및 최적설계
Shape Design Sensitivity Analysis and Optimization of Axisymmetric Shell Structures

김인용    (한국원자력연구소   ); 곽병만    (한국과학기술원  );
  • 초록

    전미분 개념과 보조변수식을 사용하여 한 평면상에 투영할 수 없는 일반 형상의 축대칭 쉘 구조물에 대한 형상 설계민감도 해석방법을 개발하였다. 이 방법의 기본 개념은 대상 구조물을 여러 구간으로 나눈후, 각 구간마다에 얕은 아치나 축대칭 쉘에 사용되는 설계민감도 식을 적용하는 것이다. 그러나 기존의 설계민감도식은 투영면에 수직한 방향의 변분에 관한 것이기 때문에 각 구간 사이의 연속성을 유지하기가 곤란하므로, 이식을 확장하여 곡면의 법선 방향 변분에 관한 민감도 식을 유도하였다. 또한 개발된 방법을 원자력발전소 부품의 최적설계 문제에 적용하여 봄으로써 그 타당성과 유용성을 보였다.


    A method for shape design sensitivity analysis for axisymmetric shells of general shapes is developed. The basic approach is to divide the structures into many segments : For each of the segments, the formula for a shallow arch or shell can be applied and the results assembled. To interconnect those segments, the existing sensitivity formula, obtained for a variation only in the direction perpendicular to the plane on which the structure is mapped, has been extended to include a variation normal to the middle surface. The method follows the adjoint variable approach based on the material derivative concept as established in the literature. Numerical examples are taken to illustrate the method and the applicability to practical design problems.


  • 참고문헌 (12)

    1. An Algorithm for Optimum Structural Design Without Line Search , J.S.Arora;E.Artek(et al.)(Ed.) , New Directions in Optinum Structural Design / v.,pp.,
    2. O.C.Zienkiewicz , The Finite Element Method / v.,pp.,
    3. Optimal Design of Midsurface of Shells : Differentiability Proof and Sensitivity Computation , D.Chenais , Appl. Math. Optim / v.16,pp.,
    4. Shape Optimization in Shell Theory : Design Sensitivity in Continuous Problem , D.Chenais , Eng. Opt. / v.11,pp.,
    5. 축대칭 쉘 구조물의 형상 설계 민감도 해석 및 최적설계 , 김인용;곽병만 , 1993년도 가을 학술발표회 논문집 / v.,pp.,
    6. Shape Design Sensitivity Analysis and Optimization of General Arches , I.Y.Kim;B.M.Kwak , Computers & Structures / v.48,pp.,
    7. A Note on the Convergence of Finite Element Approximation for Problems in Curvilinear Coordinate , T.Moan , Comp.Meth.Appl.Mech.Eng. / v.3,pp.,
    8. E.J.Haug;K.K.Choi;V.Komkov , Design Sensitivity Analysis of Structural System / v.,pp.,
    9. ANSYS User's Manual for Revision 4.4 / v.Ⅰ;Ⅱ,pp.,
    10. Shape Sensitivity Analysis of Thing Shell Structures , S.S.Lee;B.M.Kwak , Fin. Ele. Anal. Des. / v.10,pp.,
    11. 일반 형상의 아치 및 축대칭 쉘 구조물의 형상 설계민감도 해석 및 최적설계 , 김인용 , 박사학위 논문 / v.,pp.,
    12. Shape Design Sensitivity Analysis of Structures Containing Arches , B.Dopker;K.K.Choi;R.L.Benedict , Computers & Structures / v.28,pp.,

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  • 김인용 (1)

    1. 1995 "가압경수형 원자력발전소 비고정식 고밀도 핵연료 저장대의 지진해석 방법에 대한 검토" Journal of the Korean Nuclear Society = 원자력학회지 27 (1): 133~140    
  • 곽병만 (22)

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