AI 기반 설계 탐색 기법을 통한 선박의 주요 치수 최적화

서지정보

ㆍ발행기관 : 해양환경안전학회 ㆍ수록지정보 : 해양환경안전학회지 / 28권 / 7호
ㆍ저자명 : 박동우, 김인섭

목차

요 약
Abstract
1. 서 론
2. 최적화 알고리즘 및 유동 해석
2.1 설계 탐색 기법을 이용한 최적화 알고리즘
2.2 CFD를 이용한 유동 해석
3. 대상 선박 및 유동 해석 조건
3.1 대상 선박
3.2 해석 영역, 경계 조건 및 격자 시스템
4. 결과 토의
4.1 설계 탐색 및 최적화 수행
4.2 최적화 결과
4.3 유동 해석 결과를 통한 저항 성능 검증
5. 결 론
후 기
References

한국어 초록

본 논문에서는 AI 기반 설계 탐색 기법을 활용하여 선박의 주요 치수 최적화를 수행하였다. 설계 탐색 기법은 최적화 프로그램 HEEDS의 SHERPA 알고리즘을 사용하였다. 유동 해석은 상용 CFD 코드인 STAR-CCM+를 사용하였고, 주요 치수 변환은 전처리 과정에서 JAVA Script와 Python을 사용하여 선박의 치수가 자동으로 변환되도록 설정하였다. 대상 선박은 소형 쌍동선형으로 주요 치수 최적화는 한쪽 선형의 길이, 폭, 흘수 그리고 단동선형 간의 간격에 대하여 수행되었다. 최적화 알고리즘에 사용된 목적함수는 총저항이며, 내부 의 장 시스템의 크기 등을 고려한 배수 체적의 범위를 제한조건으로 선정하였다. 그 결과 최적 선형의 주요 치수는 기존 선형 대비 ±5% 내 에서 변화가 있었고 총저항은 약 11% 개선된 결과를 보였다. 본 연구를 통해 선박의 형상을 직접 변경하지 않더라도 주요 치수 최적화를 통해 선박의 저항 성능이 향상됨을 확인하였고, 다양한 선박의 주요 치수 최적화를 통한 성능 향상에 활용이 될 것으로 기대한다.

영어 초록

In the present study, the optimization of the main particulars of a ship using AI-based design search techniques was investigated. For the design search techniques, the SHERPA algorithm by HEEDS was applied, and CFD analysis using STAR-CCM+ was applied for the calculation of resistance performance. Main particulars were automatically transformed by modifying the main particulars of the ship at the stage of preprocessing using JAVA script and Python. Small catamaran was chosen for the present study, and the main dimensions of the length, breadth, draft of demi-hull, and distance between demi-hulls were considered as design variables. Total resistance was considered as an objective function, and the range of displaced volume considering the arrangement of the outfitting system was chosen as the constraint. As a result, the changes in the individual design variables were within ±5%, and the total resistance of the optimized hull form was decreased by 11% compared with that of the existing hull form. Throughout the present study, the resistance performance of small catamaran could be improved by the optimization of the main dimensions without direct modification of the hull shape. In addition, the application of optimization using design search techniques is expected for the improvement in the resistance performance of a ship.

참고 자료

없음