• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.48 no.2
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• pp.178-182
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• 2011

Generally in order to reduce the steel weight of stiffened plate, stiffener spaces tend to be narrow and the plate gets thin. However, it will involve more fabrication cost because it can lead to the increase of welding length and the number of structural members. In the yard, the design which is able to reduce the total fabrication cost is needed, although it requires more steel weight. The purpose of this study is to find optimum stiffener spaces to minimize the fabrication cost for the cargo tank of LPG Carriers. Global optimization methods such as ES(Evolution Strategy) and GA(Genetic Algorithm) are introduced to find a global optimum solution and the sum of steel material cost and labor cost is selected as main objective function. Convergence degree of both methods in according to the size of searching population is examined and an efficient size is investigated. In order to verify the necessity of the optimum design based on the cost, minimum weight design and minimum cost design are carried out.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.15 no.4
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• pp.591-598
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• 2002

In the ship structural design, the material cost of hull weight and the overall cost of construction processes should be minimized considering safety and reliability. In the past, minimum weight design has been mainly focused on reducing material cost and increasing dead weight reflect the interests of a ship's owner. But, in the past experience, the minimum weight design has been inevitably lead to increasing the construction cost. Therefore, it is necessary that the designer of ship structure should consider both structural weight and construction cost. In this point of view, multi-objective optimization technique is proposed to design the ship structure in this study. According to the proposed algorithm, the results of optimization were compared to the structural design of actual VLCC(Very Large Crude Oil Carrier). Objective functions were weight cost and construction cost of VLCC, and ES(Evolution Strategies), one of the stochastic search methods, was used as an optimization solver. For the scantlings of members and the estimations of objectives, classification rule was adopted for the longitudinal members, and the direct calculation method, GSDM(Generalized Slope Deflection Method), lot the transverse members. To choose the most economical design point among the results of Pareto optimal set, RFR(Required Freight Rate) was evaluated for each Pareto point, and compared to actual ship.

• Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.27 no.3
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• pp.131-136
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• 1990

여러해 전부터 선박의 생산실적이나 생산성 관련 자료를 기록하고 보완하는 작업을 꾸준히 개선토록 노력해온 결과중 중요한 것 하나는, 선박의 여러 가지 설계 검토과정에서 충분히 활용할 수 있는 함축성 있고 믿을만한 형태의 생산정보를 제공해줄 수 있게 되었다는 것이라고 말 할 수 있겠다. 이러한 자료들은 생산계획상 각 단계(stage)에서의 작업량, 예상재료비와 인건비의 산출등이 포함될 수 있으며, 선박이나 해상구조물의 전반적인 설계방법론(design methodology)을 개선코자 한다면 ''생산지향적 설계(Design for Production)''의 근간이 되는 선박건조전략(build strategy), 구매정책(purchasing policy)과 생산기술(production technology)에 대한 폭넓은 지식이 한데 어우러져야 한다. 최근에는 CIMS의 일부분에서 보는 바와 같은 경영관리, 설계 및 생산지원 시스템의 도입으로 이와 같은 설계 프로세스의 추진을 가능케하고 있다. 이와 병행하여 설계를 지원하기 위한 전산기술, 특히 대화형 화상처리기술(interactive graphics)의 발달은 설계자가 선박의 형상이나 구조 배치를 여러 가지로 변화시켜 가면서 눈으로 즉시 확인할 수 있도록 설계자의 능력을 배가시키는데 크게 기여하고 있다. 여러 가지의 설계안(alternative design arrangement)을 신속히 만들어내고 이를 즉시 검토 평가할 수 있는 능력을 초기설계 단계에서 가질 수 있다면 이는 분명히 큰 장점일 것이며, 더구나 설계초기 단계에 생산관련인자를 설계에서 고려할 수 있다면 이는 더욱 두드러진 발전일 것이다. 생산공법과 관련생산 비용을 정확히 반영한 각 가지의 설계안을 짧은 시간내에 검토하고 생산소요 비용을 산출하여 비교함으로써, 수주계약단계에서 실제적인 생산공법과 신뢰성있는 생산실적자료를 기준으로 하여 총 건조비(total production cost)를 최소로 하는 최적의 설계를 선택할 수 있도록 해 줄 것이다. 이제 이와 같은 새로운 설계도구(design tool)를 제공해 주므로써 초기설계에 각종 생산관련 정보나 지식 및 실적자료가 반영가능토록 발전되었다. 본 논문은 영국의 뉴카슬대학교(Univ. of Newcastle upon Type)에서 위에 언급한 특징들을 반영하여 새로운 선박구조 설계 방법을 개발한 연구결과를 보여주고 있다. 본 선계연구는 5단계로 구분되는데; (1) 컴퓨터 그라픽스를 이용하고 생산정보 데이타베이스와 연결시켜 구조형상(geometry)을 정의하고 구조부재 칫수(scantling) 계산/결정 (2) 블럭 분할(block division) 및 강재 배치(panel arrangement)의 확정을 위해 생산기술 및 건조방식에 대한 정보 제공 (3) 상기 (1) 및 (2)를 활용하여 아래 각 생산 단계에서의 생산작업 분석(work content assessment) a) 생산 준비 단계(Preparation) b) 가공 조립 단계(Fabrication/Assembly) c) 탑재 단계(Erection) (4) 각각의 설계(안)에 대하여 재료비(material cost), 인건비(labour cost) 및 오버헤드 비용(overhead cost)을 산출키 위한 조선소의 생산시설 및 각종 품셈 정보 (5) 총 건조 비용(total production cost)을 산출하여 각각의 설계안을 비교 검토. 본 설계 방식을 산적화물선(Bulk Carrier) 설계에 적용하여 구조배치(structural geometry), 표준화의 정도(levels of standardisation), 구조생산공법(structural topology) 등의 변화에 따른 설계 결과의 민감도를 분석(sensitivity studies)하였다. 전산장비는 설계자의 대화형 접근을 용이하도록 하기 위해 VAX의 화상 처리장치를 이용하여 각 설계안에 대한 구조형상과 작업분석, 건조비 현황 등을 제시할 수 있도록 하였다. 결론적으로 본 연구는 설계초기 단계에서 상세한 건조비 모델(detailed production cost model)을 대화형 화상 처리방법에 접합시켜 이를 이용하여 여러가지 설계안의 도출과 비교검토를 신속히 처리할 수 있도록 함은 물론, 각종 생산 실적정보를 초기설계에 반영하는 최초의 시도라고 믿으며, 생산지향적(Design for Production) 최적설계분야의 발전에 많은 도움이 되기를 기대해 마지 않는다. 참고로 본 시스템의 설계 적용결과를 부록에 요약 소개하며, 상세한 내용은 참고문헌 [4] 또는 [7]을 참조 요망한다.

• Journal of Navigation and Port Research
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• v.32 no.3
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• pp.223-228
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• 2008

As most of small fishing boats made of FRP have been constructed by experience in Korea, some structural safety problems have been occurred occasionally. To improve the structural strength and reduce the costs for construction and operation, optimum design for small fishing boat was carried out in this study. The weight of fishing boat and the main dimensions of structural members are chosen as objective function and design variables, respectively. By the combination of global and local search methods, a hybrid optimization algorithm was developed to escape the local minima and reduce CPU time in analysis procedure, and finite element analysis was performed to determine the constraint parameters at each iteration step in optimization loop. Optimization results were compared with the real existing fishing boat, and the effects of optimum design were examined from points of view; structural strength, material cost, etc.

• Journal of the Korea Concrete Institute
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• v.22 no.2
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• pp.187-197
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• 2010

The longitudinal reinforcement ratio for the performance-based design of columns was studied. Unlike the existing design codes using uniform minimum reinforcement ratio and effective stiffness for all columns, the longitudinal reinforcement ratio of columns was defined as the function of various design parameters. To evaluate the minimum reinforcement ratio, two conditions were considered: 1) prevention of passive yielding of compression re-bars due to the creep and shrinkage of concrete under sustained service loads; and 2) ultimate flexural strength greater than the cracking moment capacity to maintain the ductility of columns for earthquake design. In addition, the effective flexural stiffness of columns for structural analysis was determined according to the longitudinal reinforcement ratio. The design method addressing the three criteria was proposed. The proposed method was applied to a design example.

• Journal of the KSME
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• v.32 no.9
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• pp.777-787
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• 1992

21세기를 향한 여객선의 추세는 초고속화, 대형화(국제화), 성에너지화, 우수한 내항성능, 저진동 및 저소음 등을 갖춘 선박을 요구하고 있다. 이런 관점에서 초고속선으로 속력에 한계가 있는 단동선 (monohull), 쌍동배수량형(catamaran), 최소수면 쌍동선(SWATH)의 선형과 대형화가 곤란한 수중익선 (hydrofoil)보다는 속력면에서 유리하고 대형화가 가능한 표면 효과선 또는 앞 에서 언급한 고속 선형의 장점을 복합시킨 각종 복합선형이 개발되리라고 생각한다. 그러나 복 합선형이 실용화되기까지는 경제적인 건조비, 운항자세 제어 시스템, 신소재를 이용한 경구조화, 진동과 소음, 추진 시스템 등에 대한 요소 기술의 개발이 선행되어야 한다. 끝으로 선박의 속력이 50노트가 넘는 초고속선을 설계, 제작, 운항을 하는데 있어 그 개념이 조선공학에서 다루어지는 통상 선박기술의 연장이라고 그 영역을 정리하는 경향이 있다. 이 글을 정리하면서 느낀 것이 지만 해상교통 수단의 초고속화가 이루어질수록 그 지지기술 및 자세제어기술 등에 있어서는 항공기 기술에 가까워짐을 알게 되었다. 그러한 뜻에서 초고속선 개발에는 항공기 기술에서 얻 어진 노하우를 잘 활용하는 일도 중요하리라 생각된다.

• Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.20 no.2
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• pp.21-26
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• 1983

In this light of economical engineering, the optimal configurations of ship structure that can save weights, production costs and operation costs should be investigated. This paper presents the general method of optimization based on non-linear programming and its application to weight and/or cost minimization of ship structure. Oil tanker is chosen as a ship type because of simple layout and easy calculation of stress. With the data of 16,200 DWT oil tanker built by KSEC 1980, this paper shows the procedure mentioned above by means of SUMT combined with two selected search methods. Then the differences between original and redesigned tanker structures are discussed.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.47 no.4
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• pp.598-605
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• 2010

The structural design of oil tankers and bulk carriers should be performed based on the Common Structural Rules(CSR) which were recently established by the International Association Classification Societies(IACS). At first, in the structural design viewpoint, the scantling and hullweight based on the CSR should be compared with those of existing rules, and then a minimum weight/cost design should be performed by considering the variation of the number of web and the material property. In this study, the optimum web space and material property will be proposed by performing a minimum weight/cost design of a large oil tanker, and the results will be compared with those of existing ship. The longitudinal members are determined by SeaTrust-Holdan developed by the Korean Register of Shipping(KR), and the transverse members are determined by NASTRAN and PULS.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.23 no.6
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• pp.731-738
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• 2017

Twin-hulls frequently incur structural damage at connecting members between the hull and deck induced by pitching motions during voyages. so, reasonable reinforcement is necessary around vulnerable spots such as corner knuckle, the chine bottom and inner hull. Since guidelines for structural design are not clear, engineers often respond by reinforcing plate thickness, changing stiffener sizes and reducing frame spacing, etc. These members constitute about 85 % of the longitudinal dimensions of the ship, so it is necessary to locally reinforce certain points to minimize weight stress, and also solve construction cost problems while securing the freeboard margin. Therefore, we developed a new program by analyzing the structural design procedures for the twin car-ferries based on Korean Register of Shipping (KR) High Speed Craft Rules, identifying items that need to be added. In order to ensure the reliability of buckling estimations for procedures and design programs, we conducted a comparative study with other standards and confirmed that differences were minimal.

• Journal of Biosystems Engineering
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• v.9 no.1
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• pp.34-45
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• 1984

우리가 소비하는 식량의 확보는 단위 수량의 증대 뿐만 아니라, 생산이후 수확, 조제가공 및 건조 저장과정에서의 곡물 손실 방지 또는 감소로 인한 간접 증산으로도 이룩될 수 있는데, 현재 우리나라에서는 수확 이후의 곡물 손실량이 전체 생산량의 약 11%에 달하는 것으로 추정되고 있다(12). 여기서 식량의 중요 손실원으로 기계적 원인과 곡물 자체의 특성에 의한 두가지 요인을 고려할 수 있다. 따라서 쌀의 물리적 특성이 규명되면 각 과정에서 발생되는 기계적 손실을 더욱 줄일 수 있을 것이다. 이러한 중요성에도 불구하고 지금까지 우리나라에서는 벼의 물리적 특성에 관한 연구가 거의 없는 실정이다. 특히 우리나라에 많이 보급되고 있는 통일계 품종은 관행 품종에 비하여 물리적 특성이 크게 다르다고 인정되고 있다. 따라서 본 연구는 벼와 현미의 특성을 기계적 및 유동학적 측면에서 함수율 및 품종별로 규명하여, 농업기계의 설계 및 작동조건, 그리고, 조제가공의 기초적 자료로 제시하고자 하였다. 실험 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 준 정하중의 압축시험에서 함수율은 벼와 현미의 기계적 및 유동학적 특성에 큰 영향을 미쳤으며, 특히 높은 함수율에서는 점성적인 특성이, 낮은 함수율에서는 탄성적인 특성이 나타났다. 2. 벼와 현미의 함수율이 24-12% (습량기준)의 범위에 있을 때 현미의 항복점은 2.0-7.2kg, 벼의 항복점은 2.5-7.6kg을 나타냈으며, 전반적으로 현미보다 벼의 항복점이 0.5-1kg 더 높았다. 또한 함수율이 18%(습량기준) 이하에서는 일반계 품종이 통일계 품종보다 압축 강도가 더 높았으나 18% 이상의 높은 함수율에서는 더 낮게 나타났다. 그리고 낮은 함수율에서 현미의 항복점은 현미 두께 대 길이의 비의 증가에 따라 직선적으로 감소하였다. 3. 현미의 최대압축 강도는 함수율 24-12%(습량기준)의 범위에서 2.94-10.4kg을 나타냈으며, 14% 수준의 낮은 함수율에서는 현미의 최대 압축 강도는 5.66-11.4kg으로 품종간에 높은 유의성이 있었다. 따라서 벼와 현미의 크기가 최대 압축 강도에 큰 영향을 미친 것으로 사료된다. 4. 함수율 12-24%(습량기준)의 범위에서, 현미의 항복점에서 변형은 0.20-0.40mm를 나타냈으며, 함수율이 약 17%일 때 최소치를 보였다. 벼의 항복점에서 변형은 0.20-0.41mm 였으며 통일계 품종이 일반계 품종보다 변형이 더 많이 생겼다. 5. 함수율 24-12%(습량기준)의 범위에서, 일반계 품종의 레질리언스(resilience)는 $0.142-0.603kg{\cdot}mm$, 통일계 품종의 레질리언스는 $0.229-0.601kg{\cdot}mm$로 나타났다. 함수율이 19% 이하에서는 일반계 품종이 통일계 품종보다 더 높게 나타났으며 19% 이상에서는 반대 현상이 일어났다. 또한 14%의 낮은 함수율에서, 현미의 레질리언스는 현미 두께 대 길이의 비의 증가에 따라 감소하였다. 벼의 레질리언스는 함수율의 감소에 따라 증가했으며, 그 범위는 $0.285-0.850kg{\cdot}mm$이었다. 6. 현미의 터프니스(toughness)는 함수율 24-12%(습량기준)의 범위에서 $0.841-2.795kg{\cdot}mm$이었다. 또한 일반계 품종과 통일계 품종 사이에는 유의성이 없었으나. 품종간에는 높은 유의성이 있었다. 7. 현미의 탄성계수와 스티프니스(stiffness)는 함수율의 감소에 따라 직선적으로 증가하였다. 현미의 함수율이 24-12%(습량기준)의 범위에 있을 때 탄성계수는 $7-40kg/mm^2$, 스티프니스는 8-34kg/mm를 나타냈다.