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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
496 International Conference Ju-Hwan Cha, Myung-Il Roh, Seung-Ho Ham, Kyu-Yeul Lee, Kwang Phil Park, Heung Won Suh, "Development of an Integrated Simulation Framework and Its Application to Shipbuilding Process Planning", Proceedings of ICCAS(International Conference on Computer Applications in Shipbuilding) 2007, Portsmouth, UK, pp. 283-290, 2007-09.18-20 file 2007-09-18
495 International Conference Ji-Hyun Hwang, Joon-Ho Min, Young-Joo Ahn, Hee-Chang Kim, Myung-Il Roh, Kyu-Yeul Lee, "Optimized Methodology to Build an Integrated Solution to Offshore Topside Process Engineering", Proceedings of ISOPE 2008, Vancouver, Canada, 2008.07.06-11 file 2008-07-06
494 International Conference Ju-Hwan Cha, Seung-Ho Ham, Kyu-Yeul Lee, Myung-Il Roh, Kwang-Pil Park, Heung-Won Suh, "Discrete Event/Discrete Time Simulation of Block Erection by a Floating Crane based on Multibody System Dynamics", Proceedings of ISOPE 2009, Osaka, Japan file 2009-06-21
493 International Conference Ji-Hyun Hwang, Ju-Hwan Cha, Seung-Ho Ham, Bo-Ram Kim, Myung-Il Roh, Kyu-Yeul Lee, "Establishment of Offshore Process FEED Method for Oil-Based FPSO Topsides Systems", Proceedings of ISOPE 2009, Osaka, Japan, pp. 144-150, 2009.06.21-26 file 2009-06-21
492 International Conference Ji-Hyun Hwang, Young-Joo Ahn, Joon-Ho Min, Gwang-No Lee, Ho-Jin Jeong, Mung-Yu Kim, Hee-Chang Kim, Myung-Il Roh, Kyu-Yeul Lee, "Application of an Integrated Basic Process Engineering Solution to Generic LNG FPSO Topsides", Proceedings of ISOPE 2009 file 2009-06-21
491 International Conference John-Kyu Hwang, Geun-Jae Bang, Myung-Il Roh, Kyu-Yeul Lee, "Detailed Design and Construction of the Hull of an FPSO(Floating, Production, Storage, and Off-loading unit)", Proceedings of ISOPE 2009, Osaka, Japan, pp. 151-158, 2009.06.21-26 file 2009-06-21
490 International Conference Bo-Hyun Lee, Kyoung-Sik Chang, Bum-Sang Yoon, Joo-Sung Lee, Myung-Il Roh, "Large Eddy Simulation of Fully Turbulent Channel Flow Using Variational Multiscale Method", Proceedings of the 23rd Asian-Pacific TEAM(Technical Exchange and Advisory Meeting on Marine Structures) 2009, Kaohsiung, Taiwan, pp. 93-97, 2009.11.30-12.03 file 2009-11-30
489 International Conference Yoon-Nam An, Joo-Sung Lee, Myung-Il Roh, Bum-Sang Yoon, Kyoung-Sik Chang, "Parametric Study of Isogeometric Analysis Using NURBS", Proceedings of the 23rd Asian-Pacific TEAM(Technical Exchange and Advisory Meeting on Marine Structures) 2009, Kaohsiung, Taiwan, pp. 169-173, 2009.11.30-12.03 file 2009-11-30
488 International Conference Yoon-Nam An, Joo-Sung Lee, Myung-Il Roh, Bum-Sang Yoon, Kyoung-Sik Chang, "Parametric Study of Mesh Refinement in Isogeometric Analysis", Proceedings of ISOPE(International Society of Offshore and Polar Engineers) 2010, Beijing, China, pp. 809-812, 2010.06.20-26 file 2010-06-20
487 International Conference Yoon-Nam An, Joo-Sung Lee, Myung-Il Roh, Bum-Sang Yoon, Kyoung-Sik Chang, "Shape Optimization of Structural Member Based on Isogeometry Concept", Proceedings of the 24th Asian-Pacific TEAM(Technical Exchange and Advisory Meeting on Marine Structures) 2010, Vladivostok, Russia, pp. 343-348, 2010.08.23-26 file 2010-08-23
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