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Abstract 선박은 일반적으로 실적선을 수정 및 개선하여 설계되며, 선박의 설계에는 각종 배관 및 배관 지지대 (support)의 설계가 포함된다. 선박의 설계 단계에서 배관은 제한된 구획 내에 배치되어야 하기 때문에, 상호 간의 연결 관계, 효율성, 공간 활용성 및 설계 비용 등을 종합적으로 고려하여 최적화할 필요가 있다. 최적 설계 과정에서 배관은 안정성과 관련된 여러 응력 조건을 만족시켜야 하며, 이에 따라 배관의 응력 및 처짐을 완화하는 지지대를 설치한다. 이때, 배관 지지대 설계 과정은 숙련도가 높은 설계자에 의존해 수행되기 때문에 체계적으로 전산화하기 어려우며, 이에 따라 일정 관리의 어려움과 불필요한 비용이 발생한다.
본 연구에서는 응력 조건 및 전문가의 지식을 고려한 배관 지지대 최적 설계 방법을 제안하였다. 여러 배관 지지대 설계안의 대안을 고려하기 위해 배관의 각 노드에 설치되는 지지대의 설치 여부 및 설치 종류를 설계 변수로 사용하였다. 배관의 안정성만을 위해 과도한 배관 지지대를 사용할 경우 선박의 경제성이 떨어지므로 안정성 및 경제성을 모두 고려하기 위해 상반되는 두 조건을 포함시켜 목적 함수로 사용하였으며, 배관의 응력 조건 만족 여부를 제약 조건으로 사용하였다. 이를 통해 배관 지지대 최적 설계 문제를 정식화한 후, 최적화 알고리즘을 적용하여 안정성과 경제성을 고려한 최적의 배관 지지대 설계안을 도출하였다.
본 연구에서 제안된 방법의 효용성을 검증하기 위해 실제 선박의 배관 설계 과정에 제안된 방법을 적용하였다. 그 결과, 제안된 방법을 활용할 경우 기존 수작업을 통해 수행하던 배관 지지대 설계 방법에 비해 배관의 안정성을 최대화하며 지지대 사용을 최소화할 수 있는 최적의 배관 지지대 설계안을 도출할 수 있음을 확인하였다.
Publication Date 2022-06-02

여인창, 노명일, 전도현, 장석호, 허재원, "안전성과 경제성을 고려한 배관 지지대 설계", 2022년도 대한조선학회 춘계학술발표회, 제주, p. 403, 2022.06.02-04


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