X-Net 기반 수문정보 생성 및 예측 기술 개발 연구 소개

이규원,정성화,이동률,권병혁,김광섭,민기홍,유철상,Lee, Gyu-Won,Jeong, Seong-Hwa,Lee, Dong-Ryul,Gwon, Byeong-Hyeok,Kim, Gwang-Seop,Min, Gi-Hong,Yu, Cheol-Sang 한국수자원학회 2014 물과 미래(한국수자원학회지) Vol.47 No.11

국내 이중편파레이더의 활용

이규원,권수현,이충기,남경엽,Lee, Gyu-Won,Gwon, Su-Hyeon,Lee, Chung-Gi,Nam, Gyeong-Yeop 한국수자원학회 2012 물과 미래(한국수자원학회지) Vol.45 No.8

응력근사해법(應力近似解法)을 이용한 평면(平面)트러스구조물(構造物)의 형상최적화(形狀最適化)에 관한 연구(?究)

이규원,유희중,Lee, Gyu Won,You, Hee Jung 대한토목학회 1993 대한토목학회논문집 Vol.13 No.2

본(本) 연구(?究)에서는 분할기법(分割技法)을 이용하여 평면(平面)트러스구조물(構造物)의 형상최적화(形狀最適化)를 시도(試圖)하였다. 본(本) 연구(?究)의 제(第)1단계(段階)(Level 1)에서는 다른 연구(?究)와 달리 응력제약(應力制約)을 감도해석(感度解析)에 효율적(效率的)이라고 알려진 설계공간법(設計空間法)에 의해서 부재응력근사화(部材應力近似化)를 하므로서 비선형최적화문제(非線形最適化問題)가 선형계획문제(線形計劃問題)로 변환(變換)되어 해(解)를 효율적(效率的)으로 구할 수 있고 또한 감도해석(感度解析)을 위한 구조해석수(構造解析數)를 줄일 수 있다. 목적함수(目的?數)는 구조물(構造物)의 중량(重量)이 최소(最小)가 되도록 중량함수(重量?數)를 택하였다. 제약조건식(制約條件式)으로는 허용응력(許容應力), 좌굴응력(挫屈應力), 변위제약(變位制約) 및 설계변수(設計變數) 상하한치제약(上下限値制約)을 부과(附課)하였고 다(多) 재하조건(載荷條件)을 고려(考慮)하여 최적화문제(最適化問題)를 형성(形成)하였다. 제(第)2단계(段階)(Level 2)에서는 설계변수(設計變數) 및 조정변수(調整變數)를 절점좌표(節點座標)로 하고 목적함수(目的?數)로는 중량함수(重量?數)로 하여 최적화문제(最適化問題)를 형성(形成)하였다. 절점좌표(節點座標)만을 설계변수(設計變數)로 하므로서 무제약최적화문제(無制約最適化問題)로 형성(形成)되므로 최적화(最適化) 과정(過程)이 용이(容易)하다. 본(本) 연구(?究)의 제(第)1단계(段階)에서는 부재응력(部材應力)을 근사화(近似化)하여 단면(斷面)을 최적화(最適化)하고 제(第)2단계(段階)에서는 형상(形狀)만 최적화(最適化)하는 분할기법(分割技法)을 트러스구조물(構造物)에 적용(適用)한 결과 본(本) 연구(?究)는 트러스구조물(構造物)의 형태(形態), 제약조건식(制約條件式)에 구애받지 않고 최적해(最適解)에 부재응력근사화(部材應力近似化)로 인하여 효율적(效率的)으로 수렴(收斂)하였고 또한 타(他)의 연구(?究)와 거의 동일(同一)한 연구(?究) 결과(結果)를 얻었으며 형상최적화(形狀最適化)로 트러스구조물(構造物)의 중량(重量)을 5.4% - 15.4% 까지 감소(減少)시켰다. In this research, configuration design optimization of plane truss structure has been tested by using decomposition technique. In the first level, the problem of transferring the nonlinear programming problem to linear programming problem has been effectively solved and the number of the structural analysis necessary for doing the sensitivity analysis can be decreased by developing stress constraint into member stress approximation according to the design space approach which has been proved to be efficient to the sensitivity analysis. And the weight function has been adopted as cost function in order to minimize structures. For the design constraint, allowable stress, buckling stress, displacement constraint under multi-condition and upper and lower constraints of the design variable are considered. In the second level, the nodal point coordinates of the truss structure are used as coordinating variable and the objective function has been taken as the weight function. By treating the nodal point coordinates as design variable, unconstrained optimal design problems are easy to solve. The decomposition method which optimize the section areas in the first level and optimize configuration variables in the second level was applied to the plane truss structures. The numerical comparisons with results which are obtained from numerical test for several truss structures with various shapes and any design criteria show that convergence rate is very fast regardless of constraint types and configuration of truss structures. And the optimal configuration of the truss structures obtained in this study is almost the identical one from other results. The total weight couldbe decreased by 5.4% - 15.4% when optimal configuration was accomplished, though there is some difference.

정적(靜的) 및 고유진동수(固有振動數) 제약조건식(制約條件式)을 고려(考慮)한 평면(平面) 트러스 구조물(構造物)의 형상최적화(形狀最適化)에 관(關)한 연구(硏究)

이규원,이근태,Lee, Gyu Won,Lee, Gun Tea 대한토목학회 1990 대한토목학회논문집 Vol.10 No.2

본(本) 연구(硏究)에서는 다재하조건(多載荷條件), 허용응력(許容應力), 좌굴응력(座屈應力), 변위(變位), 고유진동수(固有振動數) 제약(制約)을 고려(考慮)한 트러스 구조물(構造物)의 형상(形狀)을 효율적(效率的)으로 최적화(最適化)하기 위해서 Two-Levels 분할(分割) 최적화(最適化) 기법(技法)을 택(擇)하고 Level 1에서는 허용방향법(許容方向法)에 의(依)한 단면(斷面) 최적화(最適化), Level 2에서 Powell 1법(法)의 일방향(一方向) 탐사법(探査法)에 의(依)한 목적함수(目的函數)만이 최소(最小)가 되도록 형상(形狀)을 최적화(最適化)하였다. 본 연구(硏究)의 알고리즘을 트러스의 구조모형(構造模型)에 적용(適用)하여 얻어진 연구(硏究) 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 본(本) 연구(硏究)의 알고리즘은 트러스의 형태(形態), 재하조건(載荷條件), 정적제약조건(靜的制約條件), 고유진동수(固有振動數) 제약조건(制約條件) 등(等)에 구애받지 않고 효율적(效率的)으로 수렴(收斂)함을 알 수 있다. 2. 트러스 구조물(構造物)의 최적형상(最適形狀)은 고려(考慮)되는 제약조건식(制約條件式)에 따라 대단(大端)히 상이(相異)함을 알 수 있다. 3. 동일(同一)한 설계조건하(設計條件下)에서 트러스의 기하학적형태(幾何學的形態)를 고정(固定)시키고 단면(斷面)만을 최적화(最適化)한 경우 보다 본(本) 연구(硏究)의 알고리즘에 의(依)하여 트러스의 형상(形狀)까지도 최적화(最適化)한 경우에는 트러스의 초기(初期)의 기하형태(幾何形態)와 설계조건(設計條件)에 따라 다소(多少) 차이(差異)가 있겠지만 중량(重量)을 상당(相當)히 감소(減少)시킬 수 있다는 사실(事實)을 알 수 있었다. In this study, decompositive optimization method of two levels was selected to optimize effectively the geometry of the truss which takes the multi-loading condition, and the allowable stress, bucking stress, displacement and natural frequency constraints into consideration. The algorithm of this study is made up of sectional optimization using the feasible direction method in level 1, and geometrical optimization employing Powell's one-direction search method which menimizes only objictive function in level 2. The results of this study acquired by beenning applied to structural model of the truss are as follows : 1. It is verified that the algorithm of this study effectively converges, independent of the initial geometry of the truss and the applied various constraints. 2. The optimum goemetry of the truss varies more considerably according to the constraints selected. 3. Under the condition of the same design, the weight of the truss can be decreased more considerably by means of optimizing even the geometry of truss than by means of optimizing the section of truss while fixing geometrical configuration of it, even though there might be a little difference according to the initial geometry of the truss and the design condition.

부재(部材)의 파괴확률(破壞確率)을 고려(考慮)한 트러스 구조물(構造物)의 형장최적화(形狀最適化)

이규원,임병룡,Lee, Gyu Won,Lim, Byeong Yong 대한토목학회 1987 대한토목학회논문집 Vol.7 No.3

The algorithm proposed utilizes the tow-levels technique. In the first level which consists of teeatment only the applied load and design stress as the random variables whose parent distribution has the normal distribution, the cross-sectional areas of the truss members such that the their probabilities of failure have the preseribed failure probabilites are optimized by transforming the nonlinear problem into SUMT, and solving it utilizing modified Newton-Raphson method. In the second level, the geometric shape of truss structure is optimized by utilizing the unidirectional search technique of Powell method which makes it possible to minimize only the objective function. The algorithm proposed is numerically tested for the several truss structures with various shapes and loading conditions. The numerical analysis shows that the rate of decreasing the weight of truss structures is dependent on the prescribed failure probability of the each member of truss structure and the covariance of the applied load and design stress. 본(本) 연구(硏究)에서는 전최적화(全最適化) 과정(過程)을 two-Levels로 나누었다. Level-1에서는 작용하중(作用荷重) 및 설계응력(設計應力)을 정규분포(正規分布)로 하는 확률변수(確率變數)로 하여 각부재(各部材)가 허용파괴확률(許容破壞確率)을 초과(超過)하지 않도록 단면(斷面) 최적화(最適化)하고 Level-2에서는 트러스의 절점좌표(節點座標)를 변수(變數)로 하여 형상(形狀) 최적화(最適化)한 것이다. Level-1에서는 유도(誘導)된 비선형계획문제(非線型計劃問題)를 SUMT문제(問題)로 교환(交換)시켜 Modified Newton-Raphson Method에 의한 SUMT법(法)을 채택(採擇)하고 Level-2에서는 Powell Method의 일방향(一方向) 조사법(調査法)에 의해 목적함수(目的函數)만이 최소(最小)가 되도록 하는 기법(技法)을 도입(導入)하여 형상(形狀) 최적화(最適化)를 하였다.

3단계(段階) 분할기법(分割技法)에 의한 평면(平面)트러스 구조물(構造物)의 형상(形狀) 최적화(最適化)에 관한 연구(硏究)

이규원,송기범,Lee, Gyu Won,Song, Gi Beom 대한토목학회 1992 대한토목학회논문집 Vol.12 No.3

본(本) 연구(硏究)에서는 트러스구조물(構造物)의 효율적(效率的)인 형상최적화(形狀最適化)를 위해서 3단계분할최적화(段階分割最適化) 기법(技法)을 유도(誘導)하였다. 3단계분할최적화(段階分割最適化) 기법(技法)을 적용(適用)하기 위하여 제(第)1단계(段階)에서 설계변수(設計變數)로 목적함수(目的函數)는 구조물(構造物)이 에너지를 최대(最大)로 흡수(吸收)할 수 있도록 변형(變形)에너지를 택하였으며 제약조건식(制約條件式)으로는 허용응력(許容應力), 좌굴응력(挫屈應力), 변위제약(變位制約) 및 다(多) 재하조건(載荷條件)을 고려(考慮)하여 최적화문제(最適化問題)를 형성(形成)하였다. 제(第) 2단계(段階)에서 설계변수(設計變數)는 부재단면적(部材斷面積)으로하여 목적함수(目的函數)는 구조물(構造物)의 중량(重量)이 최소(最小)가 되도록 중량함수(重量函數)를 택하였으며 제약조건식(制約條件式)으로는 제(第)1단계(段階)에서 얻은 최대변위(最大變位)를 대입(代入)한 평형조건식(平衡條件式) 및 다재하조건(多載荷條件)을 고려(考慮)하여 최적화문제(最適化問題)를 형성(形成)하였다. 제(第) 3단계(段階)에서는 조정변수(調整變數)를 절점좌표(節點座標)로 하고 목적함수(目的函數)로는 중량함수(重量函數)로 하여 최적화(最適化) 문제(問題)를 형성(形成)하였다. 이와같이 형성(形成)된 제(第)1, 제(第)2단계(段階)의 최적화(最適化) 문제(問題)는 선형계획문제(線形計劃問題)로 된다. 따라서 3단계(段階) 분할최적화(分割最適化) 기법(技法)은 최적화(最適化) 과정(過程)이 간편(簡便)하고 구조해석(構造解析) 및 감도분석(感度分析)을 위한 기법(技法)을 적용(適用)할 필요(必要)가 없으므로 최적화(最適化) 과정중(過程中) 구조해석(構造解析) 및 감도분석(感度分析)에 요구(要求)되는 시간(時間)을 줄일 수 있는 효율적(效率的)인 기법(技法)이었다. 제(第) 3단계(段階)에서는 절점좌표(節點座標)를 설계변수(設計變數)로 하므로서 무제약최적화문제(無制約最適化問題)로 형성(形成)되므로 최적화과정(最適化過程)이 용이(容易)하다. 또한 본(本) 연구(硏究)는 각(各) 단계(段階)에 각각(各各) 다른 최적화기준(最適化基準)을 사용함으로써 수염속도(收斂速度)를 향상(向上)시키고 있다. 본(本) 연구(硏究)의 기법(技法)을 4종(種)으 트러스 구조물(構造物)에 적용(適用)한 결과 트러스 구조물(構造物)의 형태(形態), 제약조건식(制約條件式)에 구애받지 않고 효율적(效率的)으로 최적해(最適解)에 수염(收斂)함과 동시(同時)에 타(他)의 연구(硏究)와 거의 동일(同一)한 연구결과(硏究結果)를 얻었다. In this research, a Three Level Decomposition technique has been developed for configuration design optimization of truss structures. In the first level, as design variables, behavior variables are used and the strain energy has been treated as the cost function to be maximized so that the truss structure can absorb maximum energy. For design constraint of the optimal design problem, allowable stress, buckling stress, and displacement under multi-loading conditions are considered. In the second level, design problem is formulated using the cross-sectional area as the design variable and the weight of the truss structure as the cost function. As for the design constraint, the equilibrium equation with the optimal displacement obtained in the first level is used. In the third level, the nodal point coordinates of the truss structure are used as coordinating variable and the weight has been taken as the cost function. An advantage of the Three Level Decomposition technique is that the first and second level design problems are simple because they are linear programming problems. Moreover, the method is efficient because it is not necessary to carry out time consuming structural analysis and techniques for sensitivity analysis during the design optimization process. By treating the nodal point coordinates as design variables, the third level becomes unconstrained optimal design problems which is easier to solve. Moreover, by using different convergence criteria at each level of design problem, improved convergence can be obtained. The proposed technique has been tested using four different truss structures to yield almost identical optimum designs in the literature with efficient convergence rate regardless of constraint types and configuration of truss structures.

혼합조정법(混合調整法)에 의한 평면(平面) 트러스 구조물(構造物)의 형상최적화(形狀最適化)에 관한 연구(硏究)

이규원,임정환,Lee, Gyu Won,Lim, Jeong Whan 대한토목학회 1991 대한토목학회논문집 Vol.11 No.1

본(本) 연구(硏究)에서는 트러스 구조물(構造物)의 형상(形狀)을 최적화(最適化)하기 위해서 혼합조정법(混合調整法)을 사용하였다. 첫째 단계(段階)에서는 Goal조정법(調整法)에 의해서 트러스 구조물(構造物)을 분할(分割)하여 최적화(最適化)를 실시함으로서 설계변수(設計變數) 및 제약조건(制約條件)식의 수(數)를 크게 줄일 수 있었다. 둘째 단계(段階)에서는 분할(分割)된 구조물(構造物)을 Model조정법(調整法)에 의해서 성질이 다른 설계변수(設計變數)를 분할(分割)하여 최적화(最適化)를 실시하므로서 효율적으로 해를 구하였다. 변위제약(變位制約)을 고려한 분할최적화(分割最適化)는 제약조건(制約條件)이 부분구조(部分構造)마다 독립(獨立)되어 있지 않기 때문에 Goal조정법(調整法)으로는 부분구조(部分構造)에 변위제약(變位制約)을 고려하기가 어려운 점이 있다. 따라서 본(本) 연구(硏究)에서는 변위제약(變位制約)만 고려한 전체문제(全體問題)에서 부분문제(部分問題)에 대한 변위분담율(變位分擔率)을 정하여 부분구조(部分構造)에 대한 최적화(最適化)를 실시하였다. 동일한 설계조건하(設計條件下)에서 트러스의 기하학적형상(幾何學的形狀)을 고정(固定)시키고 단면(斷面)만을 최적화(最適化)한 경우 보다 본(本) 연구(硏究)의 알고리즘에 의하여 트러스의 형상(形狀)까지도 최적화(最適化)한 경우 목적함수(目的函數)를 상당(相當)히 감소(減少)시킬 수 있었으며, 설계변수(設計變數) 및 제약조건식(制約條件式)의 수(數)를 크게 줄일 수 있었으므로 본(本) 연구(硏究)에 의한 트러스 구조물(構造物)의 형상최적화(形狀最適化)는 트러스 구조물(構造物)의 경제적(經濟的)인 설계(設計)에 도움을 줄 수 있을 것으로 사료(思料)된다. In this study, Mixed coordination method was selected to optimize the shape of the truss structures which takes multi-loading condition, allowable stress, buckling stress, displacement constraints into consideration. The structure was devided into substructures by Goal coordination method and the substructures were optimized by model coordination method which used two-level technique. Therefore the number of design variables and constrints can be decreased considerable. Under the condition of the same disign, the weight of truss structures can be decreased more considerable by means of optimizing even the shape of truss than by means of optimizing the section of truss while fixing geometrical configuration of it, even though there might be a little difference according to the early geomatrical shape of the truss and the design condition. Thus, the shape optimization of truss structures which utilize the results of this study can be helpful to the economical design of truss structures.

흑연 영구자석 원리 밝혔다

이규원,이철의,Lee, Gyu-Won,Lee, Cheol-Ui 한국과학기술단체총연합회 2006 과학과 기술 Vol.39 No.11

평면(平面) 트러스 구조물(構造物)의 형상최적화(形狀最適化)에 관한 구연(究?)

이규원,변근주,황학주,Lee, Gyu won,Byun, Keun Joo,Hwang, Hak Joo 대한토목학회 1985 대한토목학회논문집 Vol.5 No.3

탄성(彈性) 이론(理論)에 의하여 트러스의 형상최적화(形狀最適化) 문제(問題)를 형성(形成)하게 되면 부재(部材)의 단면적(斷面積)과 절점(節點)의 좌표(座標)를 동시에 고려(考慮)해야 하는 복잡(複雜)한 비선형(非線型) 계획문제(計劃問題)가 된다. 이런 비선형(非線形) 계획문제(計劃問題)를 해석(解析)할 수 있도록 제시(提示)된 기법(技法)이 별로 없고 현재 사용(使用)하고 있는 기법(技法)들도 실제(實際)의 적용(適用)에 제한(制限)을 받는 경우가 많다. 그러므로 트러스의 형태(形態), 재하조건(載荷條件) 등에 구애됨이 없이 트러스의 형상(形狀)을 최적화(最適化)할 수 있는 일반(一般) 해석기법(解析技法)이 필요(必要)한 것이다. 이에 본연구(本硏究)에서는 전(全) 해석과정(解析過程) two-phases로 나누어 phase 1 에서는 단면(斷面)을 최적화(最適化)하고 phase 2 에서는 트러스의 절점좌표(節點座標)를 변수(變數)로 하여 형상(形狀)을 최적화(最適化)하는 알고리즘을 개발(開發)한 것이다. 이 알고리즘의 phase 1 에서 유도(誘導)된 비선형(非線型) 계획문제(計劃問題)를 SUMT 문제(問題)로 변환(變換)시켜 Modified Newton-Raphson Method에 의한 SUMT 법(法)을 채택(採擇)하고 phase 2 에서는 Rosenbrock Method의 일방향(一方向) 탐사기법(探査技法)에 의해 목적함수(目的?數)만이 최소(最小)가 되도록 하는 기법(技法)을 도입(導入)하여 최적화(最適化) 알고리즘 개발(開發)하였다. 개발(開發)된 알고리즘을 트러스의 형태(形態), 설계제약조건(設計制約條件), 재하조건(載河條件) 등을 변화(變化)시켜 가면서 수종(數種)의 트러스에 적용(適用)하여 수치계산(數値計算)을 실시(實施)하고 그 결과(結果)를 다른 알고리즘의 결과(結果)와 정교(正較)하므로서 개발(開發)된 알고리즘의 타당성(妥當性) 안정성(安定性) 적용성(適用性)을 검토(檢討)하였다. 연구(硏究) 결과(結果) 개발(開發)된 이 two-phases 알고리즘은 트러스의 설계조건(設計條件)에 구애받지 않고 트러스의 형상최적화(形狀最適化)에 적용(適用)할 수 있으며 안정성(安定性)있게 빠른 속도(速度)로 최적해(最適解)에 수렴(收斂)한다는 사실(事實)이 확인(確認)되었다. 이에 본(本) 알고리즘을 트러스의 형상최적화(形狀最適化) 알고리즘으로 새로이 제안(提案)하고 본(本) 알고리즘이트러스의 경제적(經劑的)인 설계(設計)에 도움을 줄 수 있을 것으로 사료(思料)된다. Formulation of the geometric optimization for truss structures based on the elasticity theory turn out to be the nonlinear programming problem which has to deal with the Cross sectional area of the member and the coordinates of its nodes simultaneously. A few techniques have been proposed and adopted for the analysis of this nonlinear programming problem for the time being. These techniques, however, bear some limitations on truss shapes loading conditions and design criteria for the practical application to real structures. A generalized algorithm for the geometric optimization of the truss structures which can eliminate the above mentioned limitations, is developed in this study. The algorithm developed utilizes the two-phases technique. In the first phase, the cross sectional area of the truss member is optimized by transforming the nonlinear problem into SUMT, and solving SUMT utilizing the modified Newton-Raphson method. In the second phase, the geometric shape is optimized utilizing the unidirctional search technique of the Rosenbrock method which make it possible to minimize only the objective function. The algorithm developed in this study is numerically tested for several truss structures with various shapes, loading conditions and design criteria, and compared with the results of the other algorithms to examme its applicability and stability. The numerical comparisons show that the two-phases algorithm developed in this study is safely applicable to any design criteria, and the convergency rate is very fast and stable compared with other iteration methods for the geometric optimization of truss structures.

부재력(部材力) 근사해법(近似解法)을 이용(利用)한 아치구조물(構造物)의 형상최적화(形狀最適化)에 관한 연구(?究)

이규원,노민래,Lee, Gyu Won,Ro, Min Lae 대한토목학회 1993 대한토목학회논문집 Vol.13 No.2

In this study, the optimal configuration of arch structure has been tested by a decomposition technique. The object of this study is to provide the method of optimizing the shapes of both two hinged and fixed arches. The problem of optimal configuration of arch structures includes the interaction formulas, the working stress, and the buckling stress constraints on the assumption that arch ribs can be approximated by a finite number of straight members. On the first level, buckling loads are calculated from the relation of the stiffness matrix and the geometric stiffness matrix by using Rayleigh-Ritz method, and the number of the structural analyses can be decreased by approximating member forces through sensitivity analysis using the design space approach. The objective function is formulated as the total weight of the structures, and the constraints are derived by including the working stress, the buckling stress, and the side limit. On the second level, the nodal point coordinates of the arch structures are used as design variables and the objective function has been taken as the weight function. By treating the nodal point coordinates as design variable, the problem of optimization can be reduced to unconstrained optimal design problem which is easy to solve. Numerical comparisons with results which are obtained from numerical tests for several arch structures with various shapes and constraints show that convergence rate is very fast regardless of constraint types and configuration of arch structures. And the optimal configuration or the arch structures obtained in this study is almost the identical one from other results. The total weight could be decreased by 17.7%-91.7% when an optimal configuration is accomplished. 본(本) 연구(?究)에서는 Mode분할기법(分割技法)을 이용(利用)하여 아치구조물(構造物)의 형상최적화(形狀最適化)를 시도(試圖)하였다. 본(本) 연구(?究)에서는 아치리브를 유한개(有限個)의 직선부재(直線部材)로 구성(構成)되어 있는 것으로 하고 상관방정식(相關方程式)과 허용응력(許容應力) 및 좌굴제약(挫屈制約)까지 포함(包含)하여 2골절(滑節)아치와 양단고정(兩端固定)아치의 형상(形狀)을 최적화(最適化)할 수 있도록 최적화(最適化) 문제(問題)를 형성(形成)하였다. 본(本) 연구(?究)의 제(第) 1단계(段階)(level 1)에서는 다른 연구(?究)와 달리 근사화(近似化)한 아치구조물(構造物)의 강성도행렬(剛性度行列)(stiffness matrix)과 기하강성도행렬(幾何剛性度行列)(geometric stiffness matrix)관계(關係)로부터 Ray leigh-Ritz법(法)으로 좌굴하중(挫屈荷重)을 구(求)하고, 설계공간법(設計空間法)에 의한 감도해석(感度解析)으로 부재력(部材力)을 근사화(近似化)함으로써 구조해석수(構造解析數)를 줄일 수 있었다. 목적함수(目的?數)는 구조물(構造物)의 중량(重量)이 최소(最小)가 되도록 중량함수(重量?數)로 택(擇)하였다. 제약조건식(制約條件式)으로는 허용응력(許容應力), 좌굴응력(挫屈應力) 및 설계변수( 設計變數) 상(上) 하한치제약(下限値制約)을 부과(附課)하여 최적화문제(最適化問題)를 형성(形成)하였다. 제(第) 2단계(段階)(level 2)에서는 설계변수(設計變數) 및 조정변수(調整變數)를 절점좌표(節點座標)로 하고 목적함수(目的?數)로는 중량함수(重量?數)로 하여 최적화(最適化) 문제(問題)를 형성(形成)하였다. 절점좌표(節點座標)만을 설계변수(設計變數)로 함으로써 무제약최적화문제(無制約最適化問題)로 형성(形成)되므로 최적화(最適化) 과정(過程)이 용이(容易)하다. 본(本) 연구(?究)의 알고리즘을 아치구조물(構造物)에 적용(適用)한 결과(結果) 본(本) 연구(?究)는 아치구조물(構造物)의 형태(形態), 제약조건식(制約條件式)에 구애(拘碍)받지 않고 최적해(最適解)에 효율적(效率的)으로 수렴(收斂)하였고 아치구조물(構造物)의 최적형상(最適形狀)은 제약조건식(制約條件式)에 따라 상이(相異)하였으며 중량(重量)은 제약조건식(制約條件式) 및 아치의 형상(形狀)에 따라 다소(多少)의 차이(差異)는 있으나 형상최적화(形狀最適化)로 17.7%-91.7%까지 감소(減少)시킬 수 있다.