MDO 프레임워크 개발을 통한 항공기 날개 통합최적화 설계

Abstract

다분야 통합 최적화 설계 환경을 제공하는 소프트웨어 체계인 MDO 프레임워크 개발을 위해서는 다양한 운영체계와 언어에서 개발된 해석코드들의 통합, CAD 및 데이터베이스 시스템과의 통합, 복잡한 GUI 환경의 구현 등이 필수적으로 요구되고 해석코드의 추가, 새로운 MDO 기법의 도입에 따른 수정 및 확장에 대한 고려가 충분히 이루어져야 한다. 본 논문에서는 MDO 프레임워크의 설계단계부터 고려되어야 할 사항들과 각 구성요소들의 시스템 통합 방법을 연구, 적용 방안을 제시하며 이를 바탕으로 비행체 통합 최적설계 시스템 환경을 구현하였다. MDF 및 CO 기법 등 대표적인 MDO 기법을 적용할 수 있는 데이터베이스 설계과정을 정립하고, 구현된 통합 최적설계 시스템을 이용하여 전투기 날개 형상 최적 설계를 수행하여 개발된 MDO 프레임워크의 효율성 및 유용성을 검증하였다. 구배 기반 최적화 기법을 이용하여 삼십번의 설계 반복으로 최적 날개 형상을 도출하였다. MDO framework, which provides multidisciplinary system design and optimization environment, requires integration of the analyses codes developed at various computer languages and operating systems, integration of CAD and DBMS, and development of complex GUI. Emphases must be given to the software modification and upgrades in conjunction with the analysis code addition and MDO method implementation. In this study, techniques about system integration and analysis code interface have been studied extensively, and the database design and communication methods which can handle the MDO methods like MDF and CO have been studied. Using the dedicated MDO framework developed for the air vehicle design, the multidisciplinary fighter aircraft wing design has been performed to demonstrate the efficiency and usefulness of the software. Optimum wing configuration is derived using the gradient-based optimization methods within thirty design iterations.