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Abstract 선형의 최적 설계 과정은 기준선의 선형으로부터 형상을 조금씩 바꿔 가며 선주의 요구조건을 만족하며 성능이 최적이 되는 선형을 찾는 과정이다. 이 과정에서 선형의 성능을 평가하기 위해 CFD (Computational Fluid Dynamics) 해석이 주로 이용된다. 선형 성능을 도출하기 위해 점성항을 고려한 RANS (Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations) 기반의 해석이 주로 사용된다. RANS 기반의 해석은 많은 시간이 소요되기에 전역 최적화 알고리즘과 같이 많은 해석이 요구되는 알고리즘에 적용하기 어렵다. 따라서 본 연구에서는 해석 시간을 단축하기 위해 소형 선박의 선형을 매개변수화 한 뒤, 선형의 매개변수로부터 선형의 성능을 예측하는 딥 러닝 모델을 개발하였다. 딥 러닝 모델의 경우 학습을 위한 데이터가 많이 필요하고, 학습에도 시간이 오래 걸린다. 하지만 학습이 완료되면 해당 모델을 이용해 빠른 시간 내에 새로운 선형의 해석 결과를 예측할 수 있다는 장점이 있다. 따라서 이를 이용하면 선형 설계 과정에서 전역 최적화가 가능하다. 본 연구에서는 약 300척의 소형 선박에 대하여 RANS의 일종인 k-epsilon 난류 모델을 이용한 CFD 해석을 수행하여 선형 매개변수-선형 성능 데이터를 확보하였다. 그리고 해당 데이터를 활용해 선형 성능을 예측하는 모델을 학습하였다. 선형 성능 예측 모델의 예측 오차율은 약 2.3%로 점성항을 고려하지 않은 Euler 방정식 기반의 CFD 해석을 수행하는 것에 비해 나은 성능을 보였다. 따라서 본 연구에서 제안한 선형 성능 예측모델의 효용성을 확인하였으며, 추후 이를 기반으로 선형의 전역 최적화를 수행할 수 있을 것으로 예상한다.
Publication Date 2022-06-02

김진혁, 노명일, 여인창, 김기수, 오민재, "딥 러닝을 이용한 소형 선박의 저항 예측", 2022년도 대한조선학회 춘계학술발표회, 제주, pp. 290, 2022.06.02-04


List of Articles
번호 분류 제목 Publication Date
458 Domestic Conference 임중현, 이상욱, 노명일, 이규열, "다면체를 이용한 선박 구획 계산에 관한 연구", 1999년도 대한조선학회 춘계학술발표회, 거제, pp. 103-106, 1999.04.22-23 file 1999-04-22
457 Domestic Conference 노명일, 이규열, "협동 최적화 방법에 의한 다분야 최적화 기법에 관한 연구", 1999년도 대한조선학회 추계학술발표회, 대전, pp. 159-164, 1999.11.11-12 file 1999-11-11
456 Domestic Conference 노명일, 이규열, "협동 최적화 접근방법에 의한 다분야 최적 설계에 관한 연구", 2000년도 한국CAD/CAM학회 학술발표회, 서울, pp. 163-170, 2000.02.11 file 2000-02-11
455 International Conference Kyu-Yeul Lee, Seon-Ho Cho, Myung-Il Roh, "An Efficient Global-Local Hybrid Optimization Method Using Design Sensitivity Analysis", Proceedings of OptiCon 2000, Newport Beach, USA, pp. 1-13, 2000.10.26-27 file 2000-10-26
454 Domestic Conference 한성남, 이규열, 노명일, "개선된 유전자 알고리즘을 이용한 최적 공간 배치 설계에 관한 연구", 2001년도 한국CAD/CAM학회 학술발표회, 서울, pp. 253-260, 2001.02.09 file 2001-02-09
453 Domestic Conference 이규열, 노명일, "Hybrid Optimization 방법과 CORBA를 이용한 다분야 최적 설계에 관한 연구", 2001년도 한국항공우주학회 학술발표회, 진주, pp. 590-593, 2001.04.14 file 2001-04-14
452 Domestic Conference 한성남, 노명일, 이규열, "최적 공간 배치 설계를 위한 개선된 유전자 알고리즘에 관한 연구", 2001년도 한국경영과학회/대한산업공학회 춘계학술발표회, 양양, pp. 239, 2001.04.27-28 file 2001-04-27
451 International Conference Kyu-Yeul Lee, Myung-Il Roh, Hang-Soon Choi, Woo-Jae Seong, "Development of Hybrid Optimization Method and Its Application to Ship Design Optimization", Proceedings of Pacific 2002 International Maritime Conference, Sydney, Australia, 2002.01.29-31 file 2002-01-29
450 Domestic Conference 이원준, 이규열, 권오환, 노명일, "의미론적 제품 데이터 모델 기반 초기 선체 구조 CAD 시스템 개발", 2002년도 한국CAD/CAM학회 학술발표회, 서울, pp. 75-87, 2002.01.30 file 2002-01-30
449 Domestic Conference 정혁수, 이규열, 노명일, "다중 갑판을 고려한 함정의 최적 격실 배치 설계에 관한 연구", 2002년도 대한조선학회 춘계학술발표회, 부산, pp. 71-78, 2002.04.18-19 file 2002-04-18
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