Topology Design Optimization and Experimental Validation of Heat Conduction Problems

차송현; 김현석; 조선호

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자료유형: 학술저널

저자정보: 차송현 김현석 조선호

저널정보: 한국전산구조공학회 한국전산구조공학회논문집 한국전산구조공학회논문집 제28권 제1호

발행연도: 2015.1

수록면: 9 - 18 (10page)

이용수

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In this paper, we verify the optimal topology design for heat conduction problems in steady stated which is obtained numerically using the adjoint design sensitivity analysis(DSA) method. In adjoint variable method(AVM), the already factorized system matrix is utilized to obtain the adjoint solution so that its computation cost is trivial for the sensitivity. For the topology optimization, the design variables are parameterized into normalized bulk material densities. The objective function and constraint are the thermal compliance of the structure and the allowable volume, respectively. For the experimental validation of the optimal topology design, we compare the results with those that have identical volume but designed intuitively using a thermal imaging camera. To manufacture the optimal design, we apply a simple numerical method to convert it into point cloud data and perform CAD modeling using commercial reverse engineering software. Based on the CAD model, we manufacture the optimal topology design by CNC.

#열전도 #설계민감도 해석 #에조인 변수법 #위상 최적설계 #실험적 검증 #heat conduction #design sensitivity analysis #adjoint variable method #topology design optimization #experimental validation

참고문헌 (7)

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Bendsøe, M. P. / 1988 / Generating Optimal Topologies in Structural Design using a Homogenization Method / Comput. Methods Appl. Mech. & Eng. 71 : 197 ~ 224

Cho, S. / 2003 / Design Sensitivity Analysis and Topology Optimization of Displacement-loaded Nonlinear Structures / Comput. Methods Appl. Mech. & Eng. 192 : 2539 ~ 2553

Haug, E.J. / 1986 / Design Sensitivity Analysis of Structural Systems / Academic Press : 83 ~ 109

Li, Q. / 1999 / Shape and Topology Design for Heat Conduction by Evolutionary Structural Optimization / J. Heat & Mass Trans. 42 : 3361 ~ 3371

Sluzalec, A. / 1996 / Shape Sensitivity Analysis for Nonlinear Steady-state Heat Conduction Problems / Int. J. Numer. Methods Eng. 39 : 2609 ~ 2613

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차송현

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김현석

소속기관 한국해양과학기술원 부설 선박해양플랜트연구소 친환경연료추진연구본부 선임연구원

주요연구분야 공학 > 건축공학 > 토목공학

논문수 5 이용수 42

조선호

소속기관 한국전산구조공학회

주요연구분야 공학 > 건축공학 > 토목공학

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