구조-하중 설계를 고려한 공진화 구조 설계시스템

서지정보

· 발행기관 : 한국전산구조공학회
· 수록지 정보 : 한국전산구조공학회논문집 / 16권 / 3호 / 281 ~ 290페이지
· 저자명 : 양영순, 유원선, 김봉재

초록

구조적 성능이 주어진 설계하중에 대해서만 최적화되는 현행 구조설계에 있어서, 공학자의 직관과 경험에 의해 추정된 하중만을 대상으로 최적화된 구조물은, 추후 발생 가능한 여러 하중패턴에 대해 완벽한 성능을 보장해 줄 수 없다. 그래서 흔히 다중하중 경우에 대한 최적 구조설계 방법 등으로 구조물의 안전성을 설계하고 있으나, 사전에 구조물에 작용하는 다양한 하중패턴을 아는 것은 그리 용이하지 않다. 본 논문에서는 입력으로 작용하는 하중의 패턴 결정과 구조물의 형상 진화를 동시에 고려할 수 있는, 공진화 구조설계(Co-Evolutionary Structural Design Framework, CESD)라 명명한 새로운 구조설계 방식을 제안하고, 연성을 가지는 두 discipline, 즉 구조 위상설계와 하중설계를 동시에 연속적으로 수행하면서 최적설계를 하는 공진화 최적 설계 시스템을 개발하였다. 다시 말해 주어진 구조형상에 대해 구조물을 가장 취약하게 하는 하중패턴을 구하는 하중설계와, 주어진 하중패턴에 대한 최적구조 위상을 구하는 위상설계를 반복적으로 수행하여 최적설계를 하는 MDO (Multidisciplinary Design Optimization) 설계방법을 개발하였다. 본 접근 방식의 유용성을 평가하기 위해서 10-bar truss 구조물과 Jacket-Type 구조물을 예제로 제시하였다. 뿐만 아니라 단순히 확정론적 입장에서의 최적설계만이 아니라, 다분야 통합최적설계 입장에서 입력변수의 변동성도 함께 고려할 수 있는 확률론적 설계방법을 함께 수행함으로서 구조물의 안전성을 정량적으로 평가하도록 하면서, 신뢰성 최적설계에 흔히 요구되는 과도한 계산시간을 효율적으로 처리 가능한 SORA(Sequential Optimization and Reliability Assessment) 방법의 유용성도 확인하였다.

참고자료

· 없음