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영어

In this study, the basic concept and theory of the level set method(LSM), which has recently attracted attention as an innovative optimal design technique, were explained. Using the continuum sensitivity analysis, an optimization method based on the level set method combined with the electromagnetic field system represented by the Maxwell's equation was described. As an application example of the level set method, the problem of optimal design in the dielectric electrode within the electric field, the modeling and analysis of the optimal design of the rotor shape of the synchronous reluctance motor within the magnetic field, the behavior of magnetic particles in the magnetic field, chain phenomenon, and drug targeting systems. Numerical analysis results were shown for the application. Level set method can be applied not only to shape but also to topology optimization, and when finite element analysis is used, it is a useful design technique that can analyze shape change without element remesh process.

한국어

본 연구에서는 형상 최적설계 기법으로 주목 받고 있는 Level set method의 기본 개념 및 이론을 설명 하였다. 연속체 민감도해석을 이용하여 맥스웰방정식으로 대표되는 전자장시스템을 결합된 Level set method 기 반 최적화방법을 기술한 후 Level set method의 응용사례로서 전장 내에서 유전체전극에서 최적설계문제, 자장 내에서 동기릴럭턴스 전동기의 회전자 형상최적설계 모델링 및 해석문제, 자기장 내에서 자성입자의 거동 및 체인 현상과 약물 표적화 시스템에 활용에 대하여 수치해석 결과를 보였다. Level set method는 형상뿐만 아니라 위상 최적화에도 적용이 가능하며 유한요소법을 이용할 경우 요소재분할 과정 없이 형상의 변화를 해석할 수 있는 유 용한 설계기법이다.