Efficacy향상을 위한 다품질최적설계

초록

같은 성능의 유체기계라도 유동시스템 동작 특성과 시스템 저항에 따라 유동장은 달라지게 된다. 공기청정기의 경우 실제 토출 유량 대비 청정면적 유효유량이 다르게 나타난다. 이와같이 유동장 패턴에 의해 달라지는 성능 차이를 Efficacy로 정의한 바 있다(1).유동장 패턴에 의한 제품 성능차이의 대표적인 예인 공기청정기는 소비전력, 소음레벨, 토출유량 등이 같을 수 있으나 이와 관련되는 외부 유동장은 다양하게 변할 수 있다. 본 연구에서는 공기청정기로부터 발생되는 유동장인 청정면적 유효유량을 높이기 위해 공기청정기 토출유로를 분석하였고, 이를 반영하여 최적설계를 수행한 다. 최적설계 기법으로는 다품질최적설계(Multi-Fidelity) 기법을 이용하였으며, 이는 High-Fidelity와 Low-Fidelity의 장점을 합친 모델이 다. Low-Fidelity 설계로는 홴과 필터저항의 상사성을 이용한 기본 설계의 적용, 그리고 High-Fidelity 설계로는 오일러-라그랑주 방법(Euler-Lagrange method)과 DNN을 응용하여 청정면적 유효유량을 높이는 토출유로의 상세설계를 포함한다.