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다목적함수 최적화기법을 이용한 유조선의 최적구조설계
Optimum Structural Design of Tankers Using Multi-objective Optimization Technique 원문보기

한국전산구조공학회논문집 = Journal of the computational structural engineering institute of Korea, v.15 no.4, 2002년, pp.591 - 598  

신상훈 (현대중공업 산업기술연구소) ,  장창두 (서울대학교 조선해양공학과) ,  송하철 (서울대학교 조선해양공학과)

초록
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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.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

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...

주제어

#다목적함수 최적화   #확률론적 탐색법   #상대 건조비   #일반화된 경사처짐법   #Pareto 최적해   #요구운임률  

참고문헌 (10)

  1. 한상훈, 최홍식, 조홍동, '다단계 다목적함수 최적화를 이용한 구조물의 최적설계,' 한국전산구조공학회논문집, 제7권, 제1호, 1994 

  2. 유원선, 양영순, 'Genetic Algorithms과 Evolu- tionary Strategy의 상호 비교,' 한국전산구조공학회논문집, 제7권 제3호, 1994 

  3. Borghi C. A., Fabbri M., Barba P. Di and Sabini A., 'Loney's solenoid multiobjective optimization problem,' IEEE Transactions on Magnetics, 1999 

  4. 김기화, 'Genetic Algorithm에 의한 다목적함수 최적구조설계,'박사학위논문, 서울대학교, 1994 

  5. Lee, D. K. and Kim, S. Y., 'Techno-Economic Optimization of an LNG Carrier with Multicriteria in the Preliminary Design Stage,' Journal of Ship Production, Vol. 12, No. 3, 1996 

    상세보기

  6. Jang, C. D., Jung, J. J. and Shin, C. H., 'Minimum Weight Design of Midship Section of Double Hull Oil Tanker by Hybrid Evolution Strategies,'Proceedings of Asian Technical Exchange and Advisory Meeting on Marine Structures, 1997 

  7. Chang Doo Jang and Sang Hoon Shin, 'A Study on the Optimum Structural Design for oil Tankers Using Multi-Objective Optimization', 한국전산구조공학회 학술발표회 논문집, 1998, pp.245-253 

  8. 장창두, 나승수, '일반화된 경사처짐법에 의한 유조선의 횡강도 부재의 최소중량설계,'대한조선학회지, 제33권, 제3호, 1996 

  9. Knowles, J. D., 'The Pareto Archived Evolution Strategy: A New Baseline Algorithm for Pareto Multiobjective Optimization,'IEEE, 1999 

  10. Schwefel, H. P., 'Evolutionsstrategie und numerische Optimierung,' Dissertation, Tech- nische Universitaet Berline, 1975 

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