• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.27-36
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• 2012

모바일하버는 선박의 대형화로 인하여 항만에 접안 및 정박이 불가능하거나 선박의 접안 대기시간이 길어지는 경우 등 항만의 문제점들을 해결하기 위해 제시된 새로운 개념의 시스템이다. 이 새로운 시스템은 해상에 있는 선박에 다가간 후, 모바일하버에 설치된 크레인을 이용하여 선박에 컨테이너를 직접 상, 하역작업을 하도록 고안되었다. 모바일하버용 크레인은 컨테이너를 이송하는 장치로써 그 중요성이 매우 크다. 본 연구에서는 모바일하버용 크레인의 형태들을 제시하고 각 형태에 따른 구조최적설계를 실시하였다. 불안정한 해상으로부터 발생되는 횡동요 및 종동요와 바람에 의한 풍하중을 최적설계의 하중조건으로 하였다. 또 한국선급 및 각각의 규정들을 최적설계의 제한조건으로 하여 규정을 만족하면서 경량화된 크레인 구조를 최적화하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.263-270
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• 2021

본 연구에서는 환경, 재료 물성 및 제작 등에서의 불확실성을 고려하여 130m급 고정식 해양구조물의 신뢰성 기반 최적설계를 수행하였다. 구조물의 구조건전성을 엄밀하게 반영하기 위해 작용 및 허용 응력의 비인 UC 값을 신뢰성 해석 및 신뢰성 기반 최적설계의 제약조건으로 고려하였다. 해양구조물의 제작비용을 저감하기 위해 자켓형 지지구조물의 중량을 최소화하였다. 불확실성의 통계적 특성은 문헌 등을 참고하여 관측되거나 측정된 데이터를 기반으로 정의하였다. 자켓형 해양구조물의 신뢰성 해석과 신뢰 기반 최적설계는 부재 수가 많아 계산 부담이 큼으로 문제의 차원을 축소하기 위해 응답의 중요성을 기준으로 설계변수를 선별할 수 있는 방법을 제안한다. 또한 효율적인 계산을 위해 신뢰성 기반 최적설계를 수행하기 전 결정론적 최적설계를 먼저 수행하였다. 마지막으로, 도출된 최적설계(안)을 기존 각 급 규정 기반 설계와 안전성 및 경제성 측면에서 비교 분석하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제28권5호
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• pp.435-441
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• 2004

본 논문은 비선형성을 많이 내포하고 있어 수학적으로 모델링 하기 어려운 선박용 안정화 위성 안테나 시스템을 모델링하기 위해서, 신경 회로망의 오차 및 응답시간을 최소로 하는 최적 구조 신경 회로망 모델을 도출하고 이를 적용하고자 한다. 오차와 응답시간을 최소화하기 위해 유전알고리즘을 이용하여 신경 회로망 구조를 설계하였다. 안테나 시스템으로부터 얻어진 입출력 데이터에 거하여 본 논문에서 제안한 식별기를 이용하여 안테나 시스템을 식별하였으며, 실제 선박의 운동 성분에 대해서도 시스템을 잘 표현할 수 있는 최적 구조 신경 회로 기반 시스템 식별기를 얻을 수 있었다. 실제 실험을 통해서, 최적 신경회로망 구조가 안테나 시스템 식별에 효과적인 것을 알 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.43-50
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• 2021

LMU(Leg Mating Unit)는 해양구조물의 플로트오버 실치에서 활용되는 장비 중 하나로 충격을 흡수하는 부분과 결합부로 구성된다. 본 연구에서는 최적설계를 통해 부유식 해양구조물의 플로트오버 설치용 LMU의 성능을 개선하여 설계 요구 조건을 만족하는 설계를 개발하였다. 초기설계는 고정식 해양구조물의 플로트오버 설치용으로 개발된 것의 제원을 참조하였으며, 초탄성재료의 거동을 표현하기 위해 Mooney-Rivlin 모델을 활용하였다. 설계민감도해석 결과를 바탕으로 중요도에 따라 설계 변수들을 선별하였고, 진화알고리듬 기반 최적설계를 수행하였다. 최적설계 문제에서 목적함수는 LMU의 중량이며, 제약 조건은 LMU에 작용하는 최대 폰-미세스 응력과 LMU의 성능을 평가할 수 있는 반발력이다.

• 한국해양공학회지
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• 제33권2호
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• pp.146-152
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• 2019

A design system was developed for the doubler plate of a ship structure simultaneously subjected to in-plane loads and lateral pressure based on general dimensions and those of a representative ship structure. An equivalent design equation that considers various structural design parameters was derived by introducing the equivalent plate thickness theory, and the design of the doubler plate reinforcement of the ship structure was developed. A hybrid structural design system was established for a doubler plate simultaneously subjected to in-plane loads and lateral pressure consisting of two modules: an optimized design module and a double plate strength & design review module. The practical application of this design system was illustrated to show its usability. It was found that the design safety of the doubler plate was ensured, and this system could be used as an initial design guide to review the double plate reinforcement for a dent or corrosion of the ship plate members. Using the developed design system would make it possible to obtain a more reasonable doubler plate structure that considers the rational reinforcement of plate members of ship structures. In addition, a more reliable structural analysis using a strength evaluation process can be performed to verify the efficiency of the optimum structural design for the doubler plate structure.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.389-394
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• 2017

선체구조의 보강재로서 비대칭 단면재인 L 형강재가 대칭 단면재인 T형 조립부재(built-up T)에 비해 단면 비틀림 현상 등 다소 불리한 강도 특성에도 불구하고 오랜 관습과 자재 구입의 용이성 등으로 널리 사용되어 왔다. 그러나 근래 선박이 대형화 되어감에 따라 보강재의 형태는 압출 형강재의 사용이 줄고 다양한 설계 치수를 반영하여 용접을 통해 직접 제작하는 조립부재의 적용이 늘어가는 추세이다. 본 연구의 목적은 점차 사용량이 증대되고 있는 조립형 보강재의 효율적인 적용을 위한 최적설계 프로그램을 개발하는데 있다. 최적화 알고리즘으로는 선박 및 해양구조물의 최적설계에 많이 적용되고 있는 진화전략 기법을 선정하였다. 최적설계 결과의 실용성을 위해 부식여유를 고려한 총두께 개념을 설계변수와 목적함수에 도입하였고, 제한조건에는 최근 발효된 통합공통구조규칙(HCSR, Harmonized Common Structural Rules)을 적용하였다. 개발된 최적화 프로그램을 이용하여 최근 수주된 300K VLCC와 158K COT의 실선 설계를 수행한 결과 각각 144톤, 60톤의 중량 절감 효과를 얻었으며 대형 선박일수록 중량 절감 효과가 크게 나타남을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.591-598
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• 2002

공학적 설계에 있어 많은 문제들은 몇 가지 목적함수들을 동시에 최소화하여야 할 필요가 있을 경우가 있다. 선박설계에 있어, 종래에는 자재비 경감과 재화중량 증가를 위해 최소중량설계가 구조 설계의 주된 목적이었으나, 값싼 노동력을 내세운 후발 조선국과의 치열한 국제 경쟁을 극복하기 위해서는 보다 경제성 있는 선박 건조 기술 개발이 선행되어야 할 것이다. 이에 따라 본 연구에서는 다목적함수 최적화기법을 이용한 선체 구조의 보다 합리적인 설계 방안에 대한 연구를 수행하여 실제 건조된 유조선을 대상으로 중량, 건조비 등의 경제성을 비교 평가하였다. 다목적 함수로는 유조선의 중량과 건조비로 하였으며 최적화 기법으로는 확률론적 탐색법인 ES(Evolution Strategies)를 이용하였다. 건조비 모델은 상대 건조비 개념을 도입하였고, 종강도 부재는 선급규정에 의해, 횡강도 및 횡격벽 부재는 직접해석법인 일반화된 경사처짐법을 사용하여 설계에 적용하였다. 다목적함수 최적화 결과로부터 도출된 Pareto 최적 설계점들에 대하여, 요구운임률을 각각 산정함으로써 이들 최적 설계점들 중에서 가장 경제성이 뛰어난 선박 설계 방안을 제시하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2019년도 춘계학술대회
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• pp.200-202
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• 2019

북극해의 해빙 감소와 러시아 야말반도의 LNG 자원 개발 등으로 북극항로를 이용한 선박의 화물운송이 점차 증가하고 있다. 극지 해역 운항선박의 안전운항과 해양환경보호를 위하여 IMO Polar Code가 2017년 1월부터 강제 발효되었으며, SOLAS협약과 MARPOL73/78 협약에 추가되어 시행되고 있다. 이에 대응하기 위하여 해양수산부 해양안전 및 해양교통시설기술개발 사업으로 2014년 11월부터 2018년 12월까지 KRISO 주관으로 '북극항로를 운항하는 선박의 항해안전 지원시스템 개발' 과제를 수행하여 KRISO Arctic safe Routing System(KARS)을 개발하였다. 한편, Polar Code에서는 빙해구역을 운항하는 선박의 구조적인 안전성을 확보하기 위한 평가 기준으로 Polar Operational Limit Assessment Indexing System (POLARIS)을 제안하고 있다. 본 논문에서는 연구배경, KARS 및 POLARIS에 대해서 간략히 설명을 하고, 두 가지 방법으로 북극해 최적항로를 각각 시뮬레이션하여 그 차이를 비교 검토하여 보인다. 결과적으로 KARS는 POLARIS를 기본적으로 고려함으로서 선박의 구조적인 안전성을 확보함과 동시에 연료소모량을 최소화 하는 경로를 탐색하므로 보다 최적화된 경로를 줄 수 있다. 향후 지속적인 수정보완 작업을 통해서 완성도를 높여갈 예정이며, 검증단계를 거쳐서 최적하고 안전한 항로와 운항 관련 정보를 선사와 해기사에게 제공하고, 북극항로 중 단기 운항계획 수립과 항해사의 안전 운항을 지원할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권1호
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• pp.29-36
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• 2016

러그는 선박 및 해양구조물의 블록을 이동하거나 반전에 많이 사용되는 부품이다. 선박이나 해양구조물의 제작기술이 발전함에 따라 블록이 점차 대형화되고 있어, 생산성 향상을 위해 블록을 보다 효율적으로 다루는 기술에 대한 중요성이 대두되고 있다. 러그 구조의 안전하고 경제적인 설계를 위하여 비선형 구조해석 결과를 토대로 도출한 최종강도를 기준으로 한 보다 합리적인 설계과정이 필요하다. 본 연구는 조선소에서 자주 사용하는 T형 러그의 최적 구조설계를 다루고 있다. 본 연구에서의 T형 러그에 대한 최적 구조설계 결과는 충분한 구조적 안전성이 보장될 것으로 판단되고, 러그 용량별 최적 구조설계 결과의 중량 감소량에 어떤 규칙성을 발견할 수 없었는데, 이는, 현재의 설계과정에 대한 검토가 필요한 것으로 생각된다. 여기에서 제시한 비선형 구조해석에 기초한 최적 구조설계 과정은 향후 보다 다양한 경우의 러그 설계에 적용될 수 있을 것이다.

• 대한조선학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.84-90
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• 1997

무개형 콘테이너 선박에 대한 구조 설계 과정에 최적화 기법을 적용하여 최적 구조 시스템을 개발하였다. 중앙 단면 설계 기법으로는 L.R rules을 이용하였고 목적 함수는 중앙 단면 모든 종강도 부재 단면적의 합, 즉 최소 중량을 선택하였다. 최적화 기법으로는 직접탐색법에 SUMT방법을 결합시켜 사용하였다. 최소 중량 설계를 수행한 결과 실적선과 비교하여 8.0%의 중량감소를 보인 최적화 설계를 도출하였다.