휴리스틱탐색기법에 의한 선체구조설계 최적화

Abstract

선체중량을 최소화하는 최적구조설계를 도출하기 위하여는 긴 설계과정을 여러 차례 반복 수행하여야 한다. 복잡하게 구성된 선체구조설계의 종합 과정 중 설계최적화의 기초가 되는 선체중앙단면 구조배치 최적화를 효과적으로 수행할 수 있는 방안을 고안하여 이를 수행할 수 있는 전산화된 설계시스템을 개발하여 그 유용성을 검토하여 보았다. 선체의 중 앙단면을 여러 개의 구조단위로 분할하여 각 구조단위별로 국부강도를 만족하는 최적 횡늑골간격 과 종늑골간격을 늑골의 단면형상 최적화와 연계하여 찾아내고, 모든 구조단위들이 종합하여 선체 중앙단면 구조배치의 적합성을 만족할 수 있도록 각 구조단위들의 구조 배치를 점차적으로 수정하여 나가는 방법을 적용하였다. 종늑골의 단면최적화에는 네 개의 설계변수에 휴리스틱(Heuristic) 탐색기법을 적용하여 최소 단면적을 주는 것들의 조합을 찾도록 하였다. 휴리스틱 탐색기법을 사용함으로서 최적 선체구조설계를 짧은 시간에 수행할 수 있음을 확인하였다.

Optimization of a ship structural design aimed at light weight is a very delicate and time consuming work because of the intrinsic characteristics of complicated interactions among design variables. This paper presents a optimization method for designing a ship midship section. A midship section is divided into a number of structural segments. Transverse frame space and longitudinal frame space for each structural segment are found in consideration of local strength, and then gradually adjusted in a way to get a optimized structural arrangement of midship section satisfying overall longitudinal strength. A heuristic search technique was used for optimizing T-section shape of longitudinal frame.

Optimization of a ship structural design aimed at light weight is a very delicate and time consuming work because of the intrinsic characteristics of complicated interactions among design variables. This paper presents a optimization method for designing a ship midship section. A midship section is divided into a number of structural segments. Transverse frame space and longitudinal frame space for each structural segment are found in consideration of local strength, and then gradually adjusted in a way to get a optimized structural arrangement of midship section satisfying overall longitudinal strength. A heuristic search technique was used for optimizing T-section shape of longitudinal frame.