논문 정리 '반응표면법 및 다목적 최적화를 이용한 론저론 스티프너 형상 최적화'

졸업논문을 준비하며 관련 논문을 정리하고 생각을 정리해 보았습니다. 개인적인 공부를 위한 내용으로 저자의 의도와 다를 수 있고 정확한 정보는 원문을 참조하시길 바랍니다.

(박선준, 진승우, 2021, "반응표면법 및 다목적 최적화를 이용한 론저론 스티프너 형상 최적화", 한국항공우주학회, pp.122-126)

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논문 제목

반응표면법 및 다목적 최적화를 이용한 론저론 스티프너 형상 최적화 논문은 항공기 하중을 전달하는 론저론 스티프너의 형상을 반응표면법, 다목적 최적화라는 방법을 통해 형상을 최적화하는 내용이라고 예상할 수 있습니다. 

내용, 구성

논문에서 대상이되는 형상은 항공기 주익 론저론으로 날개의 굽힘 모멘트에 의해 높은 응력이 집중되는 부위입니다. 이 구조물은 반응표면법, 다목적 최적화 기법의 파라미터 설계를 통해 최소한의 무게를 증가시키며 목표 수명을 만족하는 형상을 제시합니다. 

 

반응표면법이란 해석에 영향을 미치는 인자들을 더 명확하게 규명하여 최적의 특성치 값에 도달하는 인자를 결정하는 방법입니다. 분산 분석, 회귀 분석법을 통해 이 인자들을 찾게 되며 구조물에 영향을 미치는 두께, 형상 치수, 각도 등의 인자를 선별하여 분석합니다. 

 

다목적 최적화 기법은 회귀모델을 이용하여 지정한 인자로 결과를 최적화하는 수준을 결정하는 방법입니다. 즉 앞서 설정한 구조물에 여러 부위에 대한 결과를 유추하여 전체적인 형상을 최적화하는 데 사용합니다. 

 

논문에서는 주요 해석 부위에 대해 각 인자들의 치수를 다르게 하여 케이스를 나누고 이에대한 수명 해석을 실시합니다. (인자 영향성 파악) 어떤 인자의 영향이 가장 큰지 파악한 후 분산분석을 통해 회귀방정식을 만들어 적절한지 검증합니다. 이 인자들을 동시에 최적화하기 위해 다목적 최적화 방법으로 만족함수를 사용하였고 각 파라미터를 대입하여 가장 수명이 많은 최종 형상을 제안하였습니다. 

 

이 기법을 사용하면 응력 집중이 높아 여러 부위에서 수명 부족 결과가 나오는 구조물의 가장 최적화된 형상을 찾는데 유용하게 적용될 수 있습니다. 

의견, 생각

기본적인 구조 해석 방법에 통계적 기법을 적용하여 효율적으로 최적화 형상을 제안하는 논문으로 구체적인 형상을 보여주지 않고 간략하게 형상을 정의한 것, 시험 결과 없이도 파라미터를 다양하게 해석하여 결과를 제시한 구성을 알 수 있었던 논문이었습니다.