효과적인 광활성을 위한 코어/쉘 구조의 ZnO/메조포러스 TiO₂ 나노복합체에 관한 연구

이우형(Woohyoung Lee),송진호(Jinho Song),최광일(Kwang-Il Choi),강동천(Dong-Cheon Kang),백수웅(Su-Wung Beak),이석호(Sukho Lee),임철현(Cheolhyun Lim) 한국신재생에너지학회 2013 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2013 No.11

글로벌 밸류체인(GVC) 분석 대상 선정에 관한 연구: 소재·부품산업을 중심으로

이우형(Woohyoung Lee),이희준(Heejune Lee),최민규(Minkyu Choi) 한국기술혁신학회 2019 한국기술혁신학회 학술대회 발표논문집 Vol.2019 No.11

최근 일본의 수출규제(화이트국가 제외)로 국내 경제에 악영향이 우려되고 있다. 이는 그동안 유지되고 있던 소재·부품·장비산업의 국제분업구조가 일본에 많이 의존하고 있던 결과로 볼 수 있다. 늦었지만 이제부터라도 특정 국가에 의존하고 있는 분야를 찾아내고 위험을 최소화할 수 있는 방안을 찾아야 할 시점이다. 해당 분야의 국제분업 구조를 파악하기 위해서 가장 많이 활용되는 방법이 글로벌 밸류체인 분석이다. 이 방법론을 기반으로 국제분업구조의 리스크를 최소화할 수 있는 방안을 도출하기 위해서는 소재·부품·장비에 속한 모든 업종에 대해 글로벌 밸류체인분석을 추진하여 우리의 취약분야가 어디인지를 도출해야 한다. 하지만 이러한 방법은 시간과 비용이 많이 소요되며, 결정적으로 대응방안을 마련할 타이밍을 놓칠 수 있는 위험이 존재한다. 이에 본 연구에서는 최소한의 시간과 비용으로 원하는 결과를 도출할 수 있는 방법론을 제안하였다. 이는 정량분석과 정성분석을 결합한 방법론으로, 먼저 소재·부품·장비관련 시계열 통계분석을 통해 정량적인 결과를 도출하고, 다음으로 이를 기반으로 전략 메트릭스 분석과 전문가 리뷰을 통해 최종적으로 정성적 결과를 제시하였다. 아울러, 향후 연구로 글로벌 밸류체인의 상세 추진방법을 제시하고자 한다. Recently, there is a growing concern that export regulation of Japan (excluding White countries) may have a negative impact on the domestic economy. This may be because international specialization structure of material, part and equipment industry that have been maintained so far has relied heavily on Japan. It is quite late, but it is time to find a way to identify fields that are dependent on certain countries and minimize the risks. Global Value Chain analysis is the most widely used method to identify international specialization structure of the field. To draw ways to minimize the risks of international specialization structure based on this methodology, we need to carry out global value chain analysis for all industries belonging to materials, parts and equipment and identify the vulnerable fields. However, it will take a lot of time and costs for this method, and there is also a risk of losing the timing to prepare the countermeasures. Thus, we suggested a methodology that can make desired results with minimal time and costs in this study. The methodology we used is combined with quantitative and qualitative analysis. First, we drew quantitative results through statistical analysis of time series related to materials, parts and equipments and then presented final qualitative results through strategic metrics analysis and expert review. Furthermore, we will present detailed method to promote global value chain in the future research.

유전알고리즘 기반 최적화 건축설계 툴, 갈라파고스의 기능적 특성 연구

이우형 ( Lee Woohyoung ) 한국공간디자인학회 2020 한국공간디자인학회논문집 Vol.15 No.8

(연구배경 및 목적) 최근 다양한 디지털 설계지원 툴의 등장으로 건축설계에 있어 다양한 혁신의 기회를 제공하고 있다. 특히 파라메트릭 환경상의 알고리즘 기반 최적화 툴은 자의적 판단에 의존한 전통적 설계과정의 한계에 대한 과학적 객관성을 지원한다. 그러나 이러한 최적화 툴의 활용은 다음의 문제로 인해 그 실무적 활용성에 제한을 받는다. 첫째, 다양한 알고리즘 기반 최적화 툴이 존재하나 툴 간의 특징과 장단점에 대한 이해의 부족이다. 둘째, 도출된 솔루션에 대한 이해와 해석의 제한을 받는다. 이에 본 연구는 알고리즘 기반 최적화 툴 활용의 저변확대를 위해 상기 제한사항에 주목하여 현재 건축분야에서 활용도가 가장 높은 최적화 툴인 갈라파고스의 활용성과 성능평가를 수행하므로 최적화 툴의 이해와 해석을 도출하여 건축설계에 대한 잠재적 활용가능성을 확대하고자 한다. (연구방법) 본 논문은 라이노 그라스하퍼(Rhino Grasshopper)의 유전알고리즘(Genetic Algorithm) 기반 최적화 에드온(Add-On)인 갈라파고스(Galapagos)를 선정하고 그가 제공하는 두 연산기인 진화연산기(Evolutionary Solver)와 열처리연산기(Simulated Annealing Solver)를 활용하여 설정된 예제에 대한 최적화 과정을 시험하고 이를 통해 도출된 솔루션을 분석하므로 툴 간의 특성 및 활용성을 살펴본다. 이를 위해 본 논문은 다음과 같이 구성된다. 첫째, 건축설계와 최적화, 갈라파고스를 중심으로 다양한 최적화 툴들의 특징에 대한 이론적 고찰을 진행한다. 둘째, 선정된 두 연산기를 활용하여 설정된 예제에 대한 시나리오별 다양한 최적화 솔루션을 도출한다. 예제의 세부조건은 동일 면적의 볼륨에 대한 평면적 장단변비, 지붕 형태, 향에 대한 방위를 매개변수로 정의하고 외피에 대한 절기별 최적 일사량을 적합도로 설정한다. 셋째, 도출된 솔루션에 대한 적합도 수치의 수준 및 변화패턴 그리고 유전적 특징을 분석하고 이를 통해 두 연산기의 적합도 품질 및 다중목적에 대한 적합성에 관련된 결과를 도출한다. (결과) 이러한 과정을 거쳐 다음의 결론을 도출하였다 1)갈라파고스의 효율적 활용을 위해 두 연산기가 가진 검색 특징을 고려하여 양 연산기의 복합적 활용방식을 제안한다. 2)갈라파고스의 두 연산기는 건축설계가 가진 다중목적에 대한 각각의 한계를 노출하며 보다 정교한 최적화 결과를 위해 다중목적최적화에 특화된 에드온의 활용이 요구된다. 3)건축설계에 대한 최적화 툴의 적용성 확대를 위해 사용자 눈높이에 적합한 활용 매뉴얼의 개발이 요구된다. (결론) 이를 통해 최종적으로 각 연산기가 가진 최적화의 과정적 특징과 도출된 솔루션의 비교분석을 통해 두 연산기의 효율적 활용방안을 알아보는 동시에 현시점에서의 한계와 개선 방안을 도출한다. 이를 통해 궁극적으로 건축설계과정에 과학적 객관성에 기초한 종합적 설계조건의 통합적 최적화를 지원하는 새로운 설계방법의 가능성을 넓히고자 한다. (Background and Purpose) The recent emergence of various digital design tools has provided opportunities for various innovations in architectural design. In particular, the grafting of algorithm-based optimization tools in a parametric environment supports scientific objectivity to the limitations of the traditional design process that relies on arbitrary judgment. However, the use of this optimization tool is limited. First, there are various algorithm-based optimization tools, but there is a lack of understanding considering their use. Second, the understanding and interpretation of the derived solution are limited. Therefore, to expand the use of algorithm-based optimization tools, this study conducted applicability and performance evaluation of Galapagos, the most highly utilized optimization tool in the current architectural design. (Method) This study selected Galapagos, an optimization add-on based on a genetic algorithm in Rhino Grasshopper. The optimization process was tested using Galapagos’ two solvers: the Evolutionary Solver and the Simulated Annealing Solver. Moreover, the derived solution was analyzed to examine the characteristics and utility between solvers. To this end, the study is organized as follows. First, a theoretical review of the characteristics of various optimization tools was conducted, focusing on architectural design and optimization, and Galapagos. Second, using each selected solver, various optimization solutions were derived for each scenario in the example. In the detailed conditions of the example, the planar ratio with the same area, the shape of the roof, and the building orientation were defined as parameters, and the optimal solar radiation for each season was set as a fitness value. Third, we analyzed the level of fitness value, changing pattern, and genetic characteristics of the derived solution, and derived results related to the fitness quality of the two solvers and the application on multi-purpose problem. (Results) Through this process, we derived the following: (1) For efficient use of Galapagos, we propose a combined application method of both solvers; (2) the two solvers of Galapagos expose each limit to the multi-purpose of architectural design, and for more elaborate optimization results, the use of add-ons dedicated to multi-purpose optimization is required; (3) to expand the applicability of the optimization tool for architectural design, it is required to develop an application manual suitable for the user's level. (Conclusion) Finally, through the comparative analysis of the optimization process characteristics of each solver, we found the efficient utilization of them, simultaneously drawing the limitations and improvement at the present perspective. Subsequently, we intend to expand the possibilities of new design methods that ultimately support the integrated optimization of comprehensive design conditions based on scientific objectivity in the architectural design.

옥토퍼스와 갈라파고스의 성능적 특성 비교 연구 - 일사량 기준 최적 볼륨도출 실험을 중심으로 -

이우형 ( Lee Woohyoung ) 한국공간디자인학회 2021 한국공간디자인학회논문집 Vol.16 No.8

(연구배경 및 목적) 최근 건축설계분야에서 파라메트릭 기반 분석툴의 등장과 유전알고리즘과의 접목으로 분석결과와 연동된 자동화 솔루션 도출에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다. 이러한 변화는 기존의 전통적 설계방식이 가지는 한계를 보완할 수 있는 과정적 효율성과 과학적 객관성을 제공하며, 특히 건축설계에 요구되는 상충되는 다수의 조건을 만족시키기 위한 최적화 설계를 가능하게 하는 기술적 혁신을 지원한다. 그러나 그 실질적 활용은 관련 툴의 특징과 장단점에 대한 이해 부족으로 적합한 활용 툴의 선정 및 활용에 대한 제약을 받는다. 또한 도출 결과물의 속성에 대한 이해와 해석의 부족으로 적용상의 신뢰도에 대한 한계를 가진다. 이에 본 연구는 최근 라이노 그라스하퍼 환경에서 주목받는 다중목적 유전알고리즘 기반 최적화 툴인 옥토퍼스를 중심으로 갈라파고스와의 비교실험을 통해 그 활용적 특징 및 실증적 해석을 도출한다. 이를 통해 건축설계부문에 있어 과정적 합리성과 기술적 전문성을 확보하는 다중목적 최적화의 활용적 검증을 통해 그 범용성의 확대를 도모한다. (연구방법) 본 연구는 최근 주목받는 다중목적 최적화 툴인 옥토퍼스를 연구대상으로 선정하고, 현재 가장 대중적으로 활용되는 단일목적 유전 알고리즘 기반 툴인 갈라파고스와의 성능적 비교를 수행한다. 이를 위해 본 연구는 첫째, 최적화에 대한 이론적 고찰을 수행함으로 단일목적, 다중목적 최적화 문제의 분류 및 특징과 다양한 최적화 알고리즘의 분류, 메타휴리스틱스 알고리즘, 선정된 분석 툴의 특징을 살펴본다. 둘째, 각 툴을 활용한 최적화 연산을 위한 예제를 설정하여 다양한 솔루션 탐색을 실시한다. 이 예제는 환경분석 툴인 레이디벅과 연계하여 일사량과 연동된 건축물 외피의 최적형태도출을 목표한다. 셋째, 각 툴로 도출된 솔루션이 가지는 적합도 및 유전적 특징의 비교분석을 통하여 각 툴간의 성능적 비교를 진행한다. (결과) 옥토퍼스와 갈라파고스의 도출된 솔루션의 비교를 통해 1)각 연산별 솔루션이 가지는 적합도 수준 및 변화패턴을 비교하여 각 툴의 최적화 연산에 대한 성능적 비교결과를 도출하였다. 2)각 연산별 도출된 솔루션들의 속성에 대한 비교를 통해 각 툴로 도출되는 솔루션의 다양성 관점의 비교 결과를 도출하였다. (결론) 옥토퍼스가 제공하는 솔루션을 대상으로 갈라파고스와의 비교 분석을 통하여 다수의 조건을 충족해야하는 건축설계의 본질적 문제에 대한 옥토퍼스의 성능 측면의 우수성을 검증하였으며 또한 옥토퍼스의 활용적 측면에서의 우수함과 이에 대한 갈라파고스와의 복합적 활용방안 및 활용성 확대를 위한 제안을 도출하였다. 이를 통해 본 연구는 건축설계부문에 있어 그 과정적 합리성과 기술적 전문성을 지원하는 다중목적 최적화 툴의 활용적 검증에 기반한 실증적 근거를 제시함으로 그 범용성의 확대를 도모한다. (Background and Purpose) Recently, in the field of architectural design, various studies are being conducted on deriving automation solutions linked with analysis results due to the emergence of parametric based analysis tools in conjunction with genetic algorithms. These changes provide efficiency and scientific objectivity that can supplement the limitations of the traditional design methodology, and in particular, technological innovation that enables optimized design to satisfy a number of conflicting conditions required for architectural design. However, its application is limited by the lack of understanding of tools itself, which limits the appropriate selection and application. In addition, there is a limit to the reliability due to the lack of interpretation of the results derived. Therefore, this study aims its usage features and empirical interpretations, focusing on Octopus, a multi objective genetic algorithm based optimization tool that has recently received attention in the Rhino Grasshopper environment by comparative experiment with Galapagos. Through this, it seeks to expand its universal applicability through practical verification of multi objective optimization that secures procedural rationality and technical expertise in the field of architectural design. (Method) This study focuses on Octopus, a multi objective optimization tool, and carry out a performance comparison with Galapagos, the most popular single objective genetic algorithm based tool. To this end, this study is structured as follows. First, a theoretical study on optimization is conducted. Second, various solutions are explored by setting exemplary design for optimization by each tool. This exemplary design aims to derive the optimal shape of the building envelope linked to the insolation level in conjunction with Ladybug, an environmental analysis tool. Third, the performance comparison results for the optimization between tools are derived through comparative analysis of the level and changing pattern of the fitness value of the solutions, and the inherent genetic feature. (Results) Through the comparison of the solutions derived from Octopus and Galapagos, 1)the fitness value and changing patterns of the solutions were compared to derive the performance comparison results for the optimization operation of each tool. 2)Through comparative analysis on the properties of the solutions, results were derived from the diversity of solutions. (Conclusions) Through comparative analysis with the Galapagos for the solutions provided by Octopus, the relative superiority of Octopus was verified for the architectural design that must satisfy a number of different conditions, Composite application methods and proposals for expanding usage were derived. Through this, this study seeks to expand its versatility by presenting empirical evidence based on the practical verification of multi objective optimization tool that provides procedural rationality and technical expertise in the architectural design.

다중목적 최적화 알고리즘 기반 복합커뮤니티공간 디자인 연구

주형일 ( Ju¸ Hyungil ),이우형 ( Lee¸ Woohyoung ) 한국공간디자인학회 2020 한국공간디자인학회논문집 Vol.15 No.6

(연구배경 및 목적) 최근 도시내 유휴부지를 활용하여 녹지공간 및 생활 SOC를 확충하는 복합사업이 진행되고 있다. 이러한 사업의 본질은 도심에 위치한 복합커뮤니티공간으로서 가장 필수적인 환경적 성능을 확보하는 것이다. 이에 본 연구는 부지의 인접 컨텍스트의 영향이 반영된 외부공간과 건축물과의 환경적 최적관계의 중요성에 주목하며, 그 대안으로 최적화 알고리즘을 활용한 복합커뮤니티공간설계안을 제안한다. 이를 위해 특정 조건을 가진 예제를 설정하고, 환경 데이터와 연동된 다수의 조건을 동시에 연산하는 다중목적 유전알고리즘을 적용하여 최적 배치 및 건축물 설계안을 도출한다. (연구방법) 예제로 기존 시설의 철거로 지역의 물리적, 사회-경제적 경계로 남아있는 유휴부지를 선정하고, 일사조건과 연동된 최적 건물배치 및 형태를 중심으로 전체 복합커뮤니티공간에 대한 계획안을 도출한다. 이를 위해 파라메트릭 디자인 툴인 라이노(Rhino), 그라스하퍼(Grasshopper) 그리고 환경분석 에드온(Add-On)인 레이디벅(Ladybug)과 다중목적 유전알고리즘 에드온인 옥토퍼스(Octopus)를 활용한다. 먼저 부지내 일사조건에 대한 환경적 조건을 최적화하는 건축물의 배치 및 형태를 도출한다. 이후 건축물 외피요소인 외부 차양장치에 대한 최적 구성을 도출한다. 공원내 건축물의 위치는 인접 컨텍스트의 영향과 각 건축물간의 관계를, 건축물의 형태는 일사량과 연동된 건물의 향, 외피메스(지붕면 각도 및 장단변비)를 기준으로 하며, 외부차양은 수평, 수직형 차양시스템을 기반으로 각 핀의 크기와 간격에 대한 최적화 연산결과를 도출하여 일사조건에 반응하는 최적 차폐율을 제공한다. (결과) 도출된 설계안은 가장 중심인 건축물의 배치, 형태 및 외피 디자인뿐만 아닌 부지인근 지역사회에 대한 다양한 요구사항과 문제점에 대응하는 도시적, 건축적 제안을 포함하였다. 먼저 도시적 관점에서 부지로 인해 단절된 지역사회의 물리적, 사회적 문제점을 치유하기 위해 지역사회의 요구를 충족시키는 시설과 기능을 제공함으로 지역사회의 사회 통합적 가치를 강화하였다. 건축적 관점에서 최적화 유전 알고리즘으로 도출된 연산결과를 통해 지역시설을 포함한 도시공원의 환경적 성능을 최적화하였다. 추가적으로 기술적 관점에서 기존의 단일목적최적화의 한계를 넘어서는 다중목적최적화를 건축설계과정에 적용하였다. (결론) 환경 데이터를 활용한 다중목적최적화 기술을 건축설계과정에 도입하여 새로운 환경적 관점의 성능중심설계 방법의 가능성을 제시한다. 나아가 본 연구는 진보된 신기술과 건축설계와의 실용적 접목에 대한 선구적인 관점과 역할을 제시하는데 큰 의미를 가진다. (Background and Purpose) Recently, a number of complex projects are underway to expand green spaces and living SOC by utilizing idle lands in the cities. The purpose of these projects is to secure environmental performance that is the most essential requirement for a community complex located in the city center. Therefore, this study focuses on the importance of the environmentally optimal relationship between the exterior spaces, where the influence of the adjacent context is reflected, and the buildings and proposes a community complex design as a counterplan by optimization. To this end, an exemplary site with specific conditions is selected and a multi-objective genetic algorithm that simultaneously computes multiple conditions linked with environmental data is applied to derive an optimal site plan and an architectural design. (Method) As an exemplary site, an idle land that remains as a physical, socio-economic boundary in the communities due to the demolition of old facilities, is selected, and an overall plan for a community complex is drafted based on the optimization process. Rhino, Grasshopper, parametric design tools, Ladybug, an add-on for environmental analysis, and Octopus, an add-on for multi-objective optimization, are used. First, the site plan and architectural form optimized to achieve the optimal environmental conditions for solar radiation within the site are derived. Then, the optimal configuration for the external shading system is derived. The location of the buildings is determined based on the influence of the adjacent context and the relationship between each building; the architectural form is determined based on the orientation of the building linked to the solar radiation and the exterior mass. the exterior shading system is determined based on the optimal shielding rate by the size and spacing of each pin depending on the horizontal and vertical shading systems. (Results) The design included not only the site plan, form and exterior design, but urban and architectural proposals that respond to problems of the communities. First, to resolve the problems which have been cut off by the site, the social integration of the communities were reinforced by providing facilities and functions that would meet the needs of the communities. From the architectural perspective, the environmental performance of the urban park including facilities was optimized by genetic algorithm optimization. From a technical perspective, a multi-objective optimization process that goes beyond the limitations of the existing single-objective optimization. (Conclusions) Multi-objective optimization that utilizes environmental data was introduced into the design process to propose the possibility of a new performance-oriented design method based on an environmental perspective. Furthermore, this study is of great significance in that it proposed a pioneering perspective for practical integration of new technology and architectural design.

실리카를 이용한 다공성 TiO₂ 나노섬유의 제작 및 광촉매 특성 분석

최광일(Kwang-Il Choi),이우형(Woohyoung Lee),백수웅(Su-Wung Beak),강동천(Dong-Cheon Kang),송진호(Jinho Song),이석호(Sukho Lee),임철현(Cheolhyun Lim),김진혁(Jinhyeok Kim) 한국신재생에너지학회 2013 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2013 No.11

다중목적 최적화 알고리즘을 활용한 주거복합커뮤니티공간 디자인 연구

김범승 ( Kim Beomseung ),이우형 ( Lee Woohyoung ) 한국공간디자인학회 2021 한국공간디자인학회논문집 Vol.16 No.8

(연구배경 및 목적) 최근 도심지내 낙후된 저층주거지를 활용한 중/고밀의 주거와 생활 SOC를 함께 제공하는 주거복합커뮤니티개발이 진행되고 있다. 건축적으로 이러한 도심에 위치한 복합 프로그램의 고밀 집적화는 환경적 성능 및 각 용도별 상이한 조건을 동시에 만족시킴이 필수적으로 요구된다. 이는 기존 블랙박스식 설계방법으로는 그 대응에 한계를 가짐으로 본 디자인은 그 대안으로 다중목적 최적화 알고리즘을 활용한 설계방법에 주목하여 부지내 자체 건축물을 포함한 인접 컨텍스트의 영향을 고려한 최적 일사량 기준과 용도별 상충되는 상이한 설계조건을 함께 만족시키는 최적건축구성이 반영된 주거복합커뮤니티공간에 대한 설계안을 제안한다. 이를 위해 특정 부지 상의 설계조건을 가진 예제를 설정하고, 다수의 조건을 동시에 연산하는 다중목적 유전알고리즘을 활용하여 도출된 배치 및 건물형태를 반영한 설계안을 도출한다. (연구방법) 예제로 서울시 정릉재개발구역내 경사지에 위치한 낙후된 저층주거지를 대상으로 지역의 문제점에 대응하는 주거, 상업, 커뮤니티 시설을 포함한 주거복합커뮤니티공간으로 설정한다. 인접 컨텍스트와 부지내 건축물군의 관계를 기반으로 일사량 기준 환경적 조건과 각 용도별 건축물에 요구되는 조망 및 인지성 조건을 동시에 만족시키는 배치와 형태를 중심으로 설계안을 도출한다. 이를 위해 파라메트릭 디자인 툴인 라이노 그라스하퍼(Rhino Grasshopper) 기반의 다중목적 최적화 에드온인 옥토퍼스(Octopus)를 활용한다. 옥토퍼스로 도출된 다수의 솔루션 군에 대한 성능적 및 계획적 관점의 검토를 통해 예제의 복합적 요구조건을 충족시키는 솔루션을 선정하여 디자인에 적용한다. (결과) 도출된 설계안은 가장 중심인 건축물의 배치와 형태뿐만 아닌 지역사회에 대한 다양한 요구사항과 문제점에 대응하는 도시적, 건축적 제안을 포함한다. 먼저 도시적 관점에서 인근지역과 단절된 지역사회의 물리적, 사회-경제적 문제점에 대응하기 위해 요구되는 시설과 기능을 제공함으로 지역사회의 사회 통합적 가치를 강화하였다. 건축적 관점에서 최적화 유전알고리즘으로 도출된 연산결과를 통해 지역시설을 포함한 복합개발의 환경적 성능을 포함한 다수의 복합적 요구조건을 충족시켰다. 추가적으로 기술적 관점에서 기존 건축설계과정에 내재된 주관적 자의성에 대한 한계를 넘어서는 객관성에 기초한 증거기준디자인을 도출하였다. (결론) 본 디자인은 설정된 예제에 대한 대안을 도출함을 통해 건축설계에 있어 새로운 디지털 툴과 연동된 최적화 유전알고리즘의 적용성과 잠재적 활용 가능성을 확인하였으며, 나아가 새로운 기술적 혁신이 접목되어 기존 전통적 건축설계방식이 가진 한계점을 극복하는 다중목적 최적화의 효용성을 확인하였다. 나아가 진보된 신기술과 건축설계와의 실용적 접목에 대한 범용성의 확대하는데 의미를 가진다. (Background and Purpose) Recently, a residential complex community development that provides medium/high-density housing and living SOC using the blighted low-rise residential area in the downtown area is being developed. Architecturally, the high-density integration of complex programs is essential to simultaneously satisfying different requirement for environmental performance and each use. As the existing black box design method has a limit to its response, this design focuses on the design method using a multi objective optimization algorithm and considers the impact of the adjacent context including the own building within the site. We propose a design for a residential complex community space that reflects the optimal architectural composition that satisfies the different design conditions that conflict with each other. (Method) For design example, it is set as a residential complex community space including residential, commercial, and community facilities that respond to community problems for blighted area located on a slope site in the Jeongneung Redevelopment Area in Seoul. Based on the relationship between the adjacent context and the group of buildings on the site, the design is drawn based on the site plan and shape that simultaneously satisfy the environmental optimization based on insolation and the view and perception requirements for each use. To do this, it utilizes Octopus, a multi objective optimization add-on based on Rhino Grasshopper. The optimal solution that meets the complex requirements of the example is selected and applied to the final design through the review of performance and planning for multiple solution groups derived from Octopus. (Results) The derived design includes not only site plan and shape of the most importantly, but also urban and architectural aspects that respond to various requirements for the community. First, from an urban point of view, the social integration of the community was strengthened by providing functions required to respond to the physical and socio-economic problems of the community cut off from the surrounding. From the architectural point of view, through the calculation results derived from the optimization, a number of complex conditions including the environmental performance of complex including local facilities were satisfied. In addition, from a technical point of view, evidence-based design based on objectivity that goes beyond the limits of subjective arbitrariness inherent in the existing architectural design process was applied. (Conclusions) This design confirmed the applicability and potential use of an optimization genetic algorithm linked with a new digital tool in architectural design by deriving alternatives to the set examples. The effectiveness of multi objective optimization to overcome the limitations of traditional design was confirmed. Furthermore, it has meaning in expanding the versatility of practical grafting of advanced new technology and architectural design.

PV 발전단지와 ESS의 연계운전에서 DC망과 AC망의 효율분석

김춘성(Chunsung Kim),이우형(Woohyoung Lee),오현주(Hyunju Oh),이유경(YuKyoung Lee),고재하(Jaeha Ko) 대한전기학회 2018 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2018 No.6

지속가능한 동해안 해양유망기술 분석에 관한 연구

박준철(Juncheul Park),이우형(Woohyoung Lee),엄완섭(Wansup Um) 한국인터넷전자상거래학회 2014 인터넷전자상거래연구 Vol.14 No.6

Social Network Analysis is becoming increasingly important in many evaluation methods available to R&D policy makers to support decision-making. Social Network Analysis way through this study, analytical techniques and analytical tools used in the integrated analysis of the usefulness and necessity of marine emerging technology. For this study, we utilized US marine and shipbuilding patents analysis, IPC(International Patent Classification), PGI(Potential Growth Index), betweenness centrality and keyword analysis of US marine and shipbuilding patents. By analyzing US marine and shipbuilding patents trend and technology-industry concordance, we were able to find out the sustainable emerging technology for korea east sea.

유전 알고리즘을 활용한 최적 외피 도출 및 적용 설계안

유재용 ( Jaeyong Yu ),이우형 ( Woohyoung Lee ),이문연 ( Moonyeon Lee ) 한국공간디자인학회 2019 한국공간디자인학회논문집 Vol.14 No.3

(연구배경 및 목적) 본 디자인은 최근 전면 유리 커튼월 건축물이 노출하는 에너지 효율에 대한 사회적 우려에 주목하며, 이에 대한 대응으로 최적화 유전알고리즘을 적용한 새로운 친환경건축설계 대안을 제안한다. 이를 위해 특정 조건을 부여하는 예제를 설정하고, 환경 데이터를 기초로 최적화 유전알고리즘을 통해 도출된 연산결과를 반영한 새로운 건축물 설계안을 도출한다. (연구방법) 예제로 인접한 건축물로 둘러싸인 낙후된 유리 커튼월 건축물을 선정하고, 해당 건축물의 에너지 성능 향상을 위한 외피디자인을 중심으로 전체 건축물에 대한 레노베이션 계획안을 도출한다. 이를 위해 현재 건축분야의 설계자들이 가장 많이 사용하는 파라메트릭 디자인 툴인 라이노(Rhino), 그라스하퍼(Grasshopper) 그리고 환경분석 에드온(Add-On)인 레이디벅(Ladybug)과 유전알고리즘 에드온인 갈라파고스(Galapagos)를 활용한다. 먼저 레이디벅을 통해 각 외피에 대한 향과 인근 건축물의 영향이 반영된 일사량의 수준별 영역을 구분하여 추후 차양계획의 범위로 활용한다. 제안된 외피는 BIPV와 외부차양이 통합된 유니타이즈드(Unitized System) 커튼월 시스템을 기반으로 하며, 갈라파고스로 도출된 차양모듈의 최적 각도와 깊이에 대한 연산결과를 반영하여 건축물의 부위별 일사조건에 반응하는 적정 수준의 차양을 제공한다. (결과) 도출된 디자인은 가장 중심인외피디자인 뿐만 아닌 예제로 선정된 건축물이 가지는 문제점들에 대응하는 건축적 제안을 포함한다. 먼저 최적화 유전 알고리즘으로 도출된 외부차양형태가 적용된 유리 커튼월 시스템을 도입하여 입면의 일사조건별 적용범위에 최적화된 외피로 변화시킨다. 또한 전체 건축물을 수직으로 관통하는 중정형 벤트공간을 도입하고, 수평적으로 열린 공간을 제안하여 건물 내부공간의 자연환기를 강화한다. 또한 이를 다양한 프로그램과 이벤트를 위한 공간으로 활용함으로 근무환경의 향상과 업무시설에 요구되는 새로운 프로그램적 변화에 대응한다. (결론) 이를 통해 과거 기존 설계자의 자의적 의사결정에 치우치며, 환경 분석 전문서비스에만 의존하던 전통적 설계방법이 가지는 한계를 극복하며, 나아가 데이터 기반 설계를 통해 객관성을 추구하는 실질적 환경데이터의 활용이 설계과정에 접목되는 새로운 최적화 친환경설계방법의 가능성을 제시한다. (Background and Purpose) This design focuses on the social concerns about the energy efficiency exposed by the glass panel curtain wall building and proposes a novel green architectural design alternative using the optimization genetic algorithm. To do this, we set up an example to give a specific condition and derive a new building design that reflects the computation result derived from the optimization genetic algorithm based on the environmental data. (Method) As an example, we select the old glass panels curtain wall buildings surrounded by adjacent buildings and draw up a renovation plan for the buildings, focusing on the exterior design to improve the energy performance of the building. To this end, we use Rhino, Grasshopper, which are the parametric (computer software) design tools most commonly used by architects, and Ladybug, an add-on for environmental analysis, and the Galapagos genetic algorithm add-on. First, through the ladybug, we identify the area of different the solar radiation levels that reflects the influence of each facades’orientation and the neighboring buildings, and use it as a scope to determine the further shading design. The proposed envelope is based on the unitized curtain wall system integrated with the exterior shading device with BIPV and reflects the computation results of the optimum angle and depth of the shading unit derived from Galapagos that provides an appropriate level of screening solar radiation to respond. (Results) The proposed design includes architectural alternatives to address the various problems of example building selected, as well as the most important envelope design. First, by introducing a glass curtain wall system with an exterior shading system derived from the optimization genetic algorithm, the building become to have an optimized envelope suitable for each application range of the radiation conditions. It also introduces a central ventilation space vertically penetrating the entire building section with the greatest change, and suggests a horizontal open space to induce natural ventilation of the interior space by collaborating with the central vent. Improve work environments by suggesting space for various programs, events and respond to new program changes required in contemporary office buildings. (Conclusions) In this way, we are confronted with the arbitrary decision making by architects in the past, overcoming the limitations of the traditional way of design which relies on the professional environmental analysis service, and further utilizing the effective environmental data pursuing objectivity through the data base design we come to present the possibility of a novel optimization green architectural design methodology.