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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


  1. No Image 13Feb
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    김동우, 노명일, 전도현, 우선홍, 이혜원, 김용태, "딥 러닝을 이용한 멤브레인 타입 LNG선 화물창의 1차 방벽의 형상 최적화 방법 ", 2023년도 한국CDE학회 동계학술발표회, 평창, pp. 275, 2023.02.08-11

  2. No Image 26Dec
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    공민철, 노명일, 이혜원, 전도현, 조영민, 박정호, "자율 운항 기술 검증을 위한 VR 기반 시뮬레이션 프로그램", 2023년도 한국CDE학회 동계학술발표회, 평창, pp. 48, 2023.02.08-11

  3. No Image 13Feb
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    여인창, 노명일, 이혜원, 유동훈, "선박용 서라운드 뷰 영상의 자동 생성 방법", 2023년도 한국CDE학회 동계학술발표회, 평창, pp. 45, 2023.02.08-11

  4. No Image 13Feb
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    하지상, 노명일, 공민철, 김기수, "격벽, 장비 및 배관을 고려한 선박의 배치 설계 방법", 2023년도 한국CDE학회 동계학술발표회, 평창, pp. 8, 2023.02.08-11

  5. No Image 13Feb
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    조영민, 노명일, 이혜원, 공민철, "자율 운항 선박을 위한 개선된 센서 융합 방법", 2023년도 한국CDE학회 동계학술발표회, 평창, pp. 107, 2023.02.08-11

  6. No Image 13Feb
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    김하연, 노명일, 이혜원, 조영민, "센서 데이터를 이용한 선박의 추적 방법", 2023년도 한국CDE학회 동계학술발표회, 평창, pp. 109, 2023.02.08-11

  7. No Image 13Feb
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    전도현, 노명일, 이혜원, 유동훈, "연안 적용을 위한 충돌 위험도 산정 및 충돌 회피 경로 생성 방법", 2023년도 한국CDE학회 동계학술발표회, 평창, pp. 49, 2023.02.08-11

  8. No Image 13Feb
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    이혜원, 노명일, 함승호, 남보우, "LNG 로딩 암의 최적 설계를 위한 동적 거동 해석 방법", 2023년도 한국CDE학회 동계학술발표회, 평창, pp. 108, 2023.02.08-11

  9. No Image 13Feb
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    김진혁, 노명일, 여인창, "설계 요구 조건을 고려한 국부 변형 기반 상선의 선형 변환 방법", 2023년도 한국CDE학회 동계학술발표회, 평창, pp. 47, 2023.02.08-11

  10. No Image 15Nov
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    정동근, 노명일, 여인창, 공민철, 김기수, 이준식, 유원철, "다양한 해상 객체를 반영한 소형 선박의 항로 계획법", 2022년도 대한조선학회 추계학술발표회, 창원, 2022.11.09-11

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