본 연구는 스페이스 트러스 구조물의 초기 형상을 결정하기 위해 밀도법을 이용한 위상최적화 기술을 고려하고자 한다. 대부분의 초기 형상설계는 다양한 최적화 방법을 활용하지 않고 설계자의 경험이나 시행착오적인 방법을 바탕으로 수행되고 있다. 이런 이유로 합리적이고 경제적인 최적화기술이 초기 형상설계에 도입되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 스페이스 트러스 구조물을 대상으로 설계영역을 설정하고 위상최적화를 수행하여 최적의 재료분포를 찾은 뒤 크기최적화를 이용하여 최적부재 크기를 찾고자 한다. 이와 같이 밀도법을 이용한 위상 및 크기최적화를 병행하여 수행할 경우 합리적인 스페이스 트러스 구조물의 초기 형상을 도출할 수 있다.

최근의 제조 산업에서 제품개발 정보는 제품 수명주기 관리(PLM: Product Lifecycle Management) 시스템을 통하여 관리하고, 조달과 생산 계획에 관련된 통제는 전사적 자원관리(ERP: Enterprise Resource Planning), 생산 관리 시스템이 담당하고 있다. 특히, 효율적인 제품 개발과 시스템 구축 여부는 설계 및 생산, 원가 관리 전체에 걸쳐 영향을 미친다. 따라서 도면, 모델, 자재 정보 등 제품정보관리를 위한 PLM시스템의 역할이 매우 중요하게 여겨지고 있다. 이러한 PLM체계는 요구 사항 분석, 시스템 설계 그리고 기존 Data Migration 등 정보 시스템 개발 절차를 따라서 수행된다. PLM시스템은 전사적인 시스템 개발 과정에서 Prototype개발을 진행하여 구축 절차와 체계 설계를 검증하는 것이 효과적이다. 이 과정에서 PLM 아키텍처 및 제품 구조(Product Structure) 구성, PLM의 기능 개발을 수행한 후에 전체 시스템 설계 개발을 재 수행하는 것이 효과적이다. 본 연구에서는 조선 PLM구축에 필요한 절차와 체계 설계 방법을 제시하고, 이를 초기 기본 설계 단계에 적용하여 PLM구축 방법론을 제시하고자 한다. 초기 설계를 대상으로 요구사항을 도출하고, PLM의 아키텍처를 설계하였으며, 설계한 시스템을 Prototype형태로 제시하였다.

동시공학개념이 최적화의 개념과 함께 대두되면서 최적화 적용을 위한 많은 노력들이 실제 설계 문제에 적용되어 왔다. 하지만 최적화가 적용될 수 있는 설계 문제들은 확대되었지만 선박 설계과정은 모든 관련된 설계 작업들의 전산적인 통합의 어려움으로 인해 많은 부분들이 여전히 반복적인 접근 방법에 의존되고 있다. 이러한 접근 방법은 전체 설계 문제를 쉽게 다룰 수 있는 많은 하위 문제로 분해한 후 많은 다른 팀에 의해 복잡한 내부 상호작용 통해 이루어지고 있다. 본 논문은 이러한 실제 선박 설계 초기과정에 대해 초점을 맞추고 있다. 본 논문에서는 워크플로우(workflow) 기반 설계 프로세스 관리 시스템 구축을 위한 첫 단계로서, 프로세스 중심의 통합 프레임워크를 제안한다. 이 프레임워크는 크게, 관리자가 설계 진행 상황을 모니터링하고 관리할 수 있는 부분과 설계자가 설계 워크플로우를 따라 효과적으로 설계 업무를 수행할 수 있는 설계 업무 관리 부분으로 나뉘어진다. 전체 시스템은 그 관리 대상에 따라 여러 개의 모듈로 나뉘어지고, 그 모듈간에는 전체 시스템의 기능 달성을 위해 합리적인 상호작용이 이루어질 수 있도록 설계되었다. 설계 프로세스 모델은 실제 선박설계 현실의 분석을 통해 최대한 합리적이고 적용 가능한 모델이 괼 수 있도록 제안되었다. 제안된 프레임워크는 상용 워크플로우 시스템을 통해 실제로 구현될 예정이다.

본 연구의 목적은 초고층건물의 횡강성 증가요인 효과를 분석하고 이를 바탕으로 초기 구조설계에서 활용할 수 있는 횡강성 증가율 예측값을 제시하는 것이다. 이를 위해서 먼저 Box형과 T형의 전형적인 평면을 갖는 60층의 초고층건물 기본모델을 생성하였다. 그리고 초고층건물의 횡강성 증가요인으로서 아웃리거의 추가, 재료강도의 증가, 코어 벽체 단면크기의 증가, 아웃리거 연결기둥 및 아웃리거 벽체의 단면크기 증가를 선정하였다. 다음에는 이 요인들을 기본모델에 적용하여 구조해석을 수행하고, 그 결과로부터 각 요인이 횡강성 증가에 미치는 영향과 상호관계 등을 분석하였다. 마지막으로, 이 분석결과를 바탕으로 초고층건물의 초기 구조설계를 위한 횡강성 증가요인별 강성증가율 예측값을 제안하였으며, 예제 초고층건물에 적용하여 그 타당성을 검토하였다.

The initial hull form having a 3 gross tonnage and 30 knots class high speed leisure boat is newly developed based on a statistical analysis method. Fluid dynamics characteristics are studied by commercial CFD code, FLUENT. The effect of a fin attached on the hull side is investigated together. It can be found that the fin plays a role of increasing the resistance performan

이산화 된 구조물의 위상최적화 과정은 균일하게 분포된 재료 밀도의 위상으로 표현되는 초기 설계영역을 시발점으로 한다. 최적화 과정 동안 구조물의 위상은 고정된 설계영역 내에 주어진 최적화 문제를 만족시키는 방향으로 변화하면서, 최종적으로 최적 위상의 재료 밀도 분포를 생산한다. Eschenauer et al.에 의해 제안되었던 설계영역 안에 구멍을 도입하는 개념은 원래 경계면의 최적화 문제에 대해 설계변수의 유한적인 변화를 촉진시켜 최적화의 수렴성 개선을 도모하기 위함이었으나, 위상최적화의 관점에서는 초기 위상의 정의에 따라 다양한 최적 위상이 생산되는 것을 의미한다. 본 연구에서는 초기 설계영역 안에 국소적인 솔리드 상을 도입해 초기 위상에 변화를 주었을 때, 한정된 재료 하에 구조물에 배치 가능한 다양한 최적 위상을 산출할 수 있음을 검증하였다. 수치 예제로서 초기 설계영역 내에 다양한 치수를 가지는 국부적인 원형 솔리드의 고정된 개수를 투입하여 간단한 MBB-보의 위상최적 설계를 수행하였다.

본 연구에서는 위상최적화 알고리즘의 수렴성을 개선하기 위해 설계영역에 초기 구멍을 도입하는 방법을 제시하는데, 이것은 경계면에 기초한 최적화 방법의 느린 수렴성을 완화하기 위해, Eschenauer et al.에 의해 고안된 버블 방법의 설계영역 안에 구멍을 도입하는 개념과 연계된다. 버블 방법과 달리, 제안된 방법에서는 최적화 과정동안 구멍의 위치를 정의하는 특성함수를 이용하지 않고, 최적화 초기화 단계에서만 초기 구멍을 도입하는데, 이러한 초기 설계영역 안의 솔리드와 보이드 영역들은 고정되는 것이 아니라 합쳐지거나 쪼개지면서 변화된다. 따라서 위상최적화 알고리즘에서 구멍의 이동에 관련된 복잡한 수치적인 계산 없이 자동적으로 설계변수의 유한변화를 더욱 강화시키기 때문에 목적함수 값의 수렴성을 개선할 수 있다. 본 논문에서는 다양한 치수와 형상의 구멍을 포함하는 초기 설계영역을 가지는 Michell형 보의 위상 최적설계를 밀도분포법으로 불리는 SIMP를 이용하여 수행하였다. 이를 통해 위상최적화의 수렴성을 개선하고 최적위상과 형상에 영향을 미치는 초기 구멍의 효과를 검증하였다.

휴대전화 개발의 기획 단계에서 가장 중요한 고려사항 중 하나는 제품의 전략과 목적에 맞는 적절한 형태인자의 선정이며 현재까지는 주로 직관적이고 정성적인 방법을 사용하고 있다. 본 연구에서는 형태인자 선정의 체계적이고, 합리적 방안을 제시하고자, 감성 형용사를 이용하는 평가 방법론을 제안하였다. 우선 공리설계를 사용하여 개념적 형태인자를 검증하고, 검증된 형태인자의 설계파라미터에 감성형용사를 그룹핑 한다. 그 후 디자이너에게 선정된 형태인자와 그룹화된 감성형용사를 제시하면, 디자이너는 예비 디자인을 수행하고, 그 디자인은 설문조사를 통해 평가 및 분석된다. 이와 같은 일련의 프로세스의 적용결과, 공리설계와 감성공학(감성형용사)의 결합으로 제품의 목적에 적합한 형태인자 디자인을 선정할 수 있었으며 향후 휴대전화 개발에 있어 형태인자 이외의 중요 인자의 선정에도 확대 적용할 수 있는 가능성을 확인할 수 있었다.

내진 댐퍼 브레이스를 가진 강구조물은 브레이스가 지진입력에너지를 충분히 흡수함으로써 주요한 구성부재의 치명적인 피해를 현저하게 저감시키는 것이 가능하므로, 이 시스템 도입에 따른 거동특성 파악 및 적용성에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 내진 댐퍼 브레이스를 가진 강구조물의 설계에 있어서는 구조물에 대한 브레이스의 강성비를 결정하여야 하며, 내진성능이 우수한 구조물을 설계하기 위해서는 강성비에 따른 구조물의 지진응답 특성을 파악할 필요가 있다. 본 연구에서는 소성설계에 기초하여 내진 댐퍼 브레이스의 수평 강성비에 따른 강구조물의 초기 부재단면를 설계하고, 지진응답해석을 수행하여 초기 부재단면 설계의 타당성 검토 및 동적거동 특성을 파악한다.

신경망은 설계자의 경험과 통찰력과 같은 비정형적 정보에 의존하는 초기 구조설계단계의 시스템화에 매우 적합하다. 초기 구조설계단계를 시작하는 시점에서는 설계정보가 매우 적음을 생각해 볼 때, 신경망 모델은 제한적인 적은 정보를 입력으로 하고 상대적으로 훨씬 많은 출력을 가지도록 설계되어야 한다. 그러나, 이러한 상황은 신경망 학습시 학습속도, 수렴, 출력 값의 신뢰성등 여러 가지 문제점을 초래한다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 설계 정보가 점진적으로 증가하는 흐름을 가지고 있다는 점에 착안해서 다단계 신경망을 제시하고, 이를 토대로 사장교 초기 구조설계시스템에 대한 원형을 구현하였다. 본 연구결과 초기 구조설계단계 전체에 대해서 하나의 신경 망으로 설계하는 것 보다 다단계 신경 망으로 나누어서 동일한 작업을 수행하도록 하는 것이 훨씬 유리하다.

어선의 초기 설계 단계에서 필요한 초기선형의 선수미부 생성을 위하여 B-spline 곡선과 형상계수를 결합한 방법을 적용하였다. 선수미부의 각부분에 대하여 선형별로 형상계수를 선정한 뒤 이를 이용하여 B-spline 곡선의 정점을 구하도록 하였다. 선수부분의 경우 bulbous bow를 가지는 경우와 그렇지 않는 것으로 크게 분류한 뒤 bulbous bow를 가지는 경우는 수선면 근처의 형상에 따라 2가지로 분류하였다. 수선면보다 윗부분에 대해서는 bulbuos bow와는 무관하므로 이의 유무에 상관없이 직선으로 갑판까지 가는 경우와 곡선을 가지는 경우로 분류하여 다루었다. 선미부분의 경우는 수선면 윗부분은 transom stern과 cruiser stern으로 분류하였으며 수선면이하의 부분은 선미 bulb를 가진 선형과 shoe piece를 가진 선형으로 분류하여 다루었다. 형상계수는 각 경우에 따라 반드시 지켜야 할 점의 좌표와 기울기 등이 우선 선정되었으며 곡선부의 볼록한 정도를 조절해 주는 계수들이 선정되었다. 형상계수를 이용하여 곡선을 생성시킬 기법으로는 다항식, cubic spline, parabolic blending, bezier curve, non-algebraic function 등이 있으나 연속성이 충분히 보장되고, 국부적으로 변형이 가능하며, 불연속점이 정의 및 직선의 표현이 가능한 B-spline을 선택하였다

The thin cylindrical shell structure under compression should be checked with buckling stability. In DNV, there is a spacing criteria of stiffener which based on linear theory without initial imperfection. In this study, structural analysis, using geometry nonlinear analysis, of stiffened cylindrical buckling strength with various initial imperfection were performed and compared with DNV and FEM results.

Mathematical model of maneuvering motion for a single-screw single-rudder ship is established and several applications to the special situations of maneuvering are attempted. While, the mathematical model for twin-screw twin-rudder ship is not presented so much, because that type of ship is not popular. Lee et al. have examined the characteristics of such ship by captive model tests in 1988, in Japan. This paper proposes new mathematical models for propeller effective wake (1 -Ωp) and effective neutral rudder angle deltaR in the case of twin-screw twin-rudder ship. And some maneuvering motionse are calculated with proposed models and compared with exact simulations.

Hull roughness due to corrosions of outer hull and had applications on outer hull paints was analyzed theoretically. It's value which was gainable practically, was studied, and estimated power penalty formular correspon-ding to that value were reviewed. Local roughness penalty and roughness texture penalty that paint manahers in ship yard can easily were compared and studied by dotting actual ships in the issued curves. Losses and benifits of hull roughness & the specification choise of A/F paint which managers of ship maintenance were much interested in have been calculated through actual ships. The paper is illustrating that how much the specification choise and managing of A/F paint have effects on fuel consumption of ship in program. It is urgently required that recent developed antifouling paints of new A/F generation should be adopted to new ship building by big shipping companies in view of the environmental protection and the economical maintenance of ships.