함승호, 노명일, 이혜원, "삼각 메쉬로 구성된 탑재 블록의 실시간 충돌 검사 방법에 대한 연구", 2018년도 한국CDE학회 동계학술발표회, 횡성, pp. 279, 2018.01.23-26
Domestic Conference
2018.01.28 17:50
함승호, 노명일, 이혜원, "삼각 메쉬로 구성된 탑재 블록의 실시간 충돌 검사 방법에 대한 연구", 2018년도 한국CDE학회 동계학술발표회, 횡성, pp. 279, 2018.01.23-26
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| Abstract | 선박 및 해양구조물은 여러 조각으로 나뉘어진 블록 (block)을 탑재하는 방식으로 건조된다. 블록을 탑재하는 중 바람, 파도와 같은 환경 외력으로 다른 블록과 충돌이 발생할 수 있기 때문에 사전에 동적 해석을 통한 검토가 요구된다. 해석에 사용되는 블록의 형상은 일반적으로 조선 CAD 시스템으로부터 추출될 수 있는데, 이러한 블록의 형상을 충돌 검사에 활용할 떄 다음과 같은 두 가지 문제가 존재한다. 첫번째로, CAD 시스템으로 부터 추출된 블록은 일반 적으로 수천에서 많게는 수만 개에 이르는 메쉬 (mesh)로 이루어진다. 따라서 충돌 검사에 많은 시간이 소요된다. 두번째로, 선박 및 해양구조물 블록의 경우 3차원 다면체 (polyhedron)와 같이 모든 공간이 면으로 둘러싸여 있지 않고 뚫려 있는 면이 존재한다. 따라서 일반적으로 3차원 다면체에 적용되는 충돌 검사 방법을 이용할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 위와 같은 문제를 해결하기 위해 다음과 같은 3가지 방법을 제안 및 이용하였다. 첫번째로 다면체가 아닌 움직이는 두 물체의 메쉬와 점, 모서리와 모서리간 충돌 검사 알고리즘을 제안하였다. 두 번째로 공간 분할방식 중 빠르고 효율적이라고 알려진 BVH (Bounding Volume Hierarchy) 방법을 이용하였다. BVH는 블록을 여러 개의 OBB (Object-oriented Bounding Box)로 나누어 박스간 검사를 사전에 수행한 뒤, 마지막으로 OBB 내에있는 메쉬끼리 검사를 수행한다. 마지막으로 배제 영역 (exclusion region)를 적용하여 시뮬레이션 단계에서 불필요한 메쉬를 사전에 제거하였다. 본 연구의 효용성을 입증하기 위해, LPG 탱크 블록의 탑재 시뮬레이션에 적용해 보았고, 환경의 영향에 따른 충돌 여부 및 충돌력을 계산하였다. 그 결과, 제안된 방법이 효과적으로 활용될 수 있음을 확인하였다. |
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| Publication Date | 2018-01-25 |
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