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재료조각법을 이용한 위상최적설계
Topology Optimization Through Material Cloud Method

장수영   (한국과학기술원 대학원 기계공학과UU0001375  ); 윤성기   (한국과학기술원 기계공학과UU0001375  );
  • 초록

    A material cloud method, which is a new topology optimization method, is presented. In MCM, an optimal structure can be found out by manipulating sizes and positions of material clouds, which are lumps of material with specified properties. A numerical analysis for a specific distribution of material clouds is carried out using fixed background finite element mesh. Optimal material distribution can be element-wisely extracted from material clouds' distribution. In MCM, an expansion-reduction procedure of design domain for finding out better optimal solution can be naturally realized. Also the convergence of material distribution is faster and well-defined material distribution with fewer intermediate densities can be obtained. In addition, the control of minimum-member sizes in the material distribution can be realized to some extent. In this paper, basic concept of MCM is introduced, and formulation and optimization results of MCM are compared with those of the traditional density distribution method(DDM).


  • 주제어

    위상최적설계 .   재료조각법 .   크기 .   위치 .   배경계산격자 .   수렴성 .   효율.  

  • 참고문헌 (9)

    1. M. P. Bendsoe and N. Kikuchi, 'Generating optimal topologies in structural design using a homogenization method,' Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, vol. 71, pp. 197-224, 1988 
    2. Bendsoe, M. P. and Sigmund, O., 2003, Topology Optimization - Theory, Methods and Applications, Springer 
    3. Park, S.H. and Youn, S. K., 1997, 'A Study on the Topology Optimization of Structures,' Transactions of the KSMEA, Vol.21,No.8,pp.1241-1249     
    4. Chang, S. Y., Youn, S. K., Kim, C. S. and Oh, D. H., 2000, 'Topology Optimization of a HDD Actuator Arm,' Transactions of the KSME A, Vol. 24, No.7, pp. 1801-1809.     
    5. Park, K. S., Chang, S. Y., Lee, E. S. and Youn, S. K., 2002, 'Topology Optimization of the Primary Mirror of a Multi-Spectral Camera,' Transactions of the KSME A, Vol. 26, No.6, pp. 1194-1202     
    6. Querin, O. M., Steven, G. P. and Xie, Y. M., 1998, 'Evolutionary Structural Optimisation (ESO) Using a Bidirectional Algorithm,' Evolutionary Structural Optimisation, Vol. 15, No.8, pp. 1031-1048 
    7. Kim, I. Y. and Kwak, B. M., 2002, 'Design Space Optimization Using a Numerical Design Continuation Method,' International Journal for Numerical Methods in Engineering, Vol. 53, pp. 1979-2002 
    8. Petersson, J. and Sigmund, O., 1998, 'Slope Constrained Topology Optimization,' International Journal for Numerical Methods in Engineering, Vol. 41, pp. 1417-1434 
    9. Ma, Z. D., Kikuchi, N., Cheng, H. C. and Hagiwara, I., 1995, 'Topology Optimization Technique for Free Vibration Problems,' Journal of Applied Mechanics, Vol. 62,pp. 200-207 

 저자의 다른 논문

  • 윤성기 (32)

    1. 1990 "계장화 미소변위 측정기를 이용한 Al 2024-T3 소재의 미소피로 균열의 열림특성연구" 大韓機械學會論文集 14 (6): 1576~1582    
    2. 1991 "통일구성방정식을 이용한 구조물의 열점소성 거동에 관한 해석" 大韓機械學會論文集 15 (1): 190~200    
    3. 1992 "가황 고무의 변형 에너지 함수를 통한 재료 특성화 방법에 관한 연구" 大韓機械學會論文集 16 (7): 1341~1350    
    4. 1993 "3차원 유한요소법을 이용한 타원 단면 소음기의 투과 손실 계산" 소음진동 = Journal of KSNVE 3 (3): 271~278    
    5. 1997 "SMC 압축성형공정에서의 열변형에 관한 유한요소해석" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 21 (1): 154~163    
    6. 1997 "회전하는 타이어의 변형에너지 손실에 의한 온도분포 해석" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 21 (5): 746~755    
    7. 1997 "구조물의 토폴로지 최적화에 관한 연구" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 21 (8): 1241~1249    
    8. 1997 "평판압연공정 유한요소해석의 분산병렬처리에 관한 연구" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 21 (12): 2096~2105    
    9. 1998 "고체입자를 이용한 열교환기에서의 유동 및 열전달의 유한요소해석" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 22 (4): 743~752    
    10. 2000 "병렬 컴퓨터를 이용한 형상 압연공정 유한요소 해석의 분산병렬처리에 관한 연구" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 24 (5): 1215~1230    

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