플로트오버 설치 작업용 능동형 갑판지지프레임의 메타모델링과 신뢰성기반 강건최적화 = Reliability Based Robust Optimization and Meta-modeling for Active Type Deck Support Frame for Float-over Installation

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this paper, reliability based robust design optimization was performed inconsideration of the
uncertainty variables of the active type deck support frame. The Design Of Experiments(DOE)
was performed by setting the thickness of active type DSF initial design as the design factors.
Mass and design load cases max stress of active type DSF as the response. An Meta-model
based on the DOE result was created and the accuracy was examined through the deterministic
optimization results. The uncertainty variables according to the manufacturing, tolerance were set
as random variables and 99.73% reliability probability was applied to the temperature limit
constraint and the corresponding sigma level was assigned to the side constraint as robustness.
Reliability based robust optimization based and deterministic optimization and Monte Carlo
simulation was performed and compared with the deterministic optimization results. As a result, it
was considered that the reliability based robust optimization using the mean value reliability
method was most suitable for the design of the active type deck support frame.

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 톤 규모 상부구조물의 안전한 해상작업을 실현하기 위한 플로트오버
공법 개발과 관련하여 능동형 갑판지지 프레임의 구조설계 민감도해석을 수행하였다. 새로
운 형식의 능동형 갑판지지 프레임의 구조 민감도해석을 위해 주요 부재의 치수를 3수준 설
계인자로 고려하고 구조강도 평가 응력 및 중량을 응답치로 설정하여 직교배열 실험계획법
을 수행하였다 민감도해석을 . , 통해 주요부재 별 응답치에 대한 정량적 영향도를 분석하였고
실험계획법 상의 설계행렬로부터 최소중량 설계안을 검토하였다 또한 . 실험계획법 데이터를
이용한 다양한 메타모델을 생성하고 메타모델의 , 정확도를 비교하여 능동형 갑판지지 프레
임의 최적설계에 적합한 메타모델을 선정하였다 선정된 . 메타모델을 이용하여 중량감소를
위한 결정론적 최적화해석을 수행하였다 능동형 . 갑판지지 프레임의 구조설계와 관련된 불
확실성을 고려한 신뢰성 기반 설계최적화를 수행하고 결정론적 , 최적화해석 결과와 비교하
여 신뢰성 기반 설계 최적화 결과의 유용성을 검토하였다.

목차 (Table of Contents)

• 제 장1 서 론 1
• 제 절1 연구 배경 및 목적 1
• 제 절2 실험계획법 이론 4
• 1. 실험계획법 4
• 2. 직교배열법 7
• 제 절3 메타모델 이론 7
• 1. 반응표면모델 7
• 2. Kriging 8
• 3. 방사형기저함수 신경망 9
• 4. 체비쇼프 직교다항식 10
• 제 절4 근사최적화 이론 11
• 1. Modified method of feasible direction 11
• 제 절5 신뢰성 해석 이론 11
• 1. 1차 신뢰성 해석 방법 11
• 2. 2차 신뢰성 해석 방법 12
• 3. 평균점 신뢰성 해석 방법 13
• 4. 적합 중요도 샘플링 방법 14
• 5. 몬테카를로시뮬레이션 15
• 제 절6 신뢰성 기반 강건 최적화 이론 17
• 1. 신뢰성 기반 강건최적화 17
• 제 장2 본 론 18
• 제 절1 초기설계 구조안전성 평가 18
• 1. 서 언 18
• 2. Active type DSF 설치방법 18
• 3. Active type DSF 구조도 19
• 4. Active type DSF design load cases 19
• 5. Active type DSF structure analysis results 24
• 제 절2 실험계획법 기반 설계민감도 평가 29
• 1. 서언 29
• 2. 실험계획법 수행 29
• 3. 민감도평가 40
• 제 절3 메타모델링 43
• 1. 서언 43
• 2. 메타모델 생성 및  값을 통한 정확도 검토 44
• 3. 메타모델 기반 근사최적화 및 비교 검토 45
• 제 절4 신뢰성 기반 강건설계 최적화 74
• 1. 서언 74
• 2. RBRO의 정식화 74
• 3. 신뢰성 기반 강건설계 최적화 77
• 제 장3 결론 88
• 참 고 문 헌 91
• 영 문 초 록 94