다목적함수 최적화기법을 이용한 유조선의 최적구조설계

서지정보

ㆍ발행기관 : 한국전산구조공학회 ㆍ수록지정보 : 한국전산구조공학회 논문집 / 15권 / 4호
ㆍ저자명 : 신상훈, 장창두, 송하철

한국어 초록

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.

영어 초록

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.

참고 자료

없음