Kriging 근사모델을 이용한 심해저 망간단괴 집광시스템 무한궤도 주행장치의 강건설계

Abstract

심해저 망간단괴 집광시스템은 무한궤도 주행장치를 통해 해저연약지반 위에서 운전된다(홍 섭외, 1997). 주행장치의 성능은 지반특성, 조류 등의 환경조건에 영향을 받는다. 본 연구에서는 환경조건 변화에 대한 주행장치 성능의 민감도를 분산의 형태로 산출하여, 이러한 분산을 최소화할 수 있는 설계변수 값을 결정하도록 한다. 이러한 설계방법을 강건설계(Robust Design)라 부르며, 이 방법의 적용을 통해 환경조건 변화에 강인한 설계값을 얻고자 한다. 무한궤도 길이, 폭, 무게 등을 설계변수로 결정하고, 지반의 최대 및 잔류 전단강도 등을 환경조건으로 선정하였다. 먼저 스크리닝(screening)을 통해 주요 설계변수와 환경조건을 선정하였고, Latine hypercube와 Maximin 샘플링기법을 통해 Kriging 근사모델을 완성하였다. 산출된 모델을 이용하여 구동력을 목적함수, 슬립과 침하를 구속조건 으로 정식화한 강건설계를 수행하였다.