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Analysis of blade aerodynamic performance for application to 20 ㎿ class floating offshore wind turbine
No full textAbstract
The global energy problem is one of the main challenges that has to solved. Renewable energy technologies to achieve carbon neutrality in order to overcome global warming attracted worldwide a lot of interest, especially in the recent years. In order to reduce the dependency on fossil energy, it is required to switch to efficient power generation methods in renewable energies, such as solar power, wind power, wave power, biomass generation etc. IRENA estimates that it would be necessary to install at least 2,000 GW of offshore wind power to limit the global temperature rise to 1.5℃ and achieve carbon neutrality by 2050. Therefore, it can be expected that the market will continuously in future.
First of all, offshore wind facilities do not place any burdens on the landscape if placed in distances of more than 12 nautical miles to the shore, and it is less burdensome to find a site for a very large capacity wind farm.
Especially in water depth more than 60m, bottom-fixed offshore wind in water faces the problem that there are many maritime environment restrictions which makes it difficult to predict the schedule and the process to secure economic feasibility. On the other hand, in case of floating offshore wind it is possible to separate the floating offshore wind farm construction site and the floating offshore wind system production location, and it has also the advantage that possible to establish an industry market with a continuous mass-production.
In contrast to China with its large territory and relatively shallow coast, and which is able to develop its offshore wind industry by concentrating on their domestic market, it seems that Korea faces bad conditions in the domestic market.
The EU Carbon Border Adjustment Mechanism which will be introduced in 2025 and the REPowerEU plan presented on 18 May 2022 are moving accelerating the schedule of the EU Green Deal in all respects. Most export oriented industries in Korea are not showing much interest up to now and are not prepared to adapt quickly and proactively in the fast changing international environment.
However, it is too early to draw final conclusions about success only on the background of these disadvantageous industrial background and the limited domestic market conditions because Korea is one of the world’s most competitive shipbuilding and offshore plant construction nations which has all necessary core competencies and a well-developed industry infrastructure.
In case of developing large capacity floating offshore wind systems the LCOE will decline significantly, and if it is possible to sustain a continuous production the production systems will be transformed to continuous mass production. Therefore, there is the chance of winning competiveness to enter the market.
The present study tries to analyze whether a floating offshore wind generation system can be expanded to a to 50 MW ultra-large capacity or more. In order to reach a conclusion of this study, the power coefficient was calculated and the total rated output was calculated based on the blade element momentum theory. The verification of results has been made by using the open source software Qblade.
Just the same as marine diesel engine which has only a negligible portion of the total ship production. The engine itself is an important component but it will not lead the development of the whole ship building industry.
Similarly, the study implies that the project should be led by the system providers using ship building methods of blade and floater construction by assembling mega blocks, instead of leading role of the wind turbine provider like the case of the Danish type wind turbines which normally consists of an upwind turbine with of three blades and one tower.
In contrast to China which can rely their leading position due to the solid and large domestic market, there is the hope that Korea can lead the market entry in very large size floating offshore wind generation systems. Even being a market follower, it will be possible to enter the market with installation potential of the domestic market if the development is based on large capacity floating offshore wind generation systems.1 서 론 1
1.1 연구 배경 1
1.2 연구 목적 7
2 수평축 풍력발전기의 공기역학 17
2.1 풍력발전시스템과 공기역학 17
2.1.1 동력계수와 Betz 한계 25
2.1.2 추력계수 27
2.2 회전익원판 (Rotor disc) 이론 31
2.2.1 각운동량 이론 36
2.2.2 최대 출력에 대한 이론적 한계 42
2.3 블레이드요소 이론 52
2.4 블레이드요소운동량 이론 59
2.5 후류회전이 없는 이상형 회전익의 블레이드 형상 65
2.6 수평축 풍력발전기 블레이드 최적 설계 72
2.6.1 일반 회전블레이드 형상 성능 예측 72
2.6.2 후류회전을 포함한 일반화된 회전익의 세환 이론 72
1) 운동량이론 73
2) 블레이드요소 이론 73
3) 블레이드요소운동량 이론 74
4) 각 블레이드단면에서 유동조건과 힘의 결정 77
2.6.3 동력계수 계산 79
2.6.4 종단손실 : 블레이드 수의 동력계수에 대한 영향 82
2.6.5 탈설계 (Off-design) 성능 문제 85
1) 블레이드요소운동량 수식에 대한 다중 해결방법 85
2) 풍력 발전기 유동 상태 85
3) 난류 후류 상태의 회전익 모델링 87
4) Off-axis 흐름 및 Blade coning 89
2.7 후류회전을 포함한 최적 회전익의 블레이드 형상 89
2.8 일반 회전익 설계 절차 95
3 20 ㎿급 풍력발전시스템의 개념설계 103
3.1 QBlade software의 소개 104
3.1.1 개요 104
3.1.2 Software 개발 약력 104
3.1.3 기능 105
3.1.4 소프트웨어 지적재산권 106
3.1.5 소프트웨어 검증 106
3.2 NREL 5 ㎿ 참조풍력발전시스템 해석 106
3.2.1 NREL 5 ㎿ 참조풍력발전시스템 설계 정보 106
3.2.2 NREL 5 ㎿ 참조 풍력발전시스템의 익형 정보 109
3.2.3 결과 112
3.3 20 ㎿급 풍력발전시스템의 회전익 설계 123
3.3.1 20 ㎿ 풍력발전시스템의 회전익 설계 정보 128
3.3.2 결과 129
4 결론 143
5 부 록 147
5.1 수식 유도 해석 147
5.2 풍력시스템 적용 예제 173
5.2.1 문제 1 173
5.2.2 문제 2 183
5.2.3 문제 3 192
5.3 익형의 자료 202
6 참고 문헌 215Maste
A Study on Multi-feature-based Dense Image Captioning using Object Relationships
No full textDense Image Captioning detects the location of all objects appearing in an image and expresses the visual context information between these objects in natural language. Humans generally describe by focusing on the relationship between objects among the various contexts of images. Relationships consist of two objects, and a relation refers to the interaction between these objects. Therefore, detecting an object pair composed of a subject and an object having a relationship is essential to represent an image's context accurately. However, conventional Dense Image Captioning generates sentences based on a region of interest limited to a single object. Because of this, there is a limitation in that this sentence describes regional information.
Therefore, in this paper, we propose a relationship-oriented dense image captioning model that can accurately describe the situation of an image. The proposed model consists of a Pair Detection Module that extracts object pairs and relations from images and a Feature Embedding Module that integrates the feature vectors of these relationships. The Pair Detection Module detects subjects, objects, and relations through three Region Proposal Networks and matches pairs between subjects and objects through an association between them. The Feature Embedding Module embeds the feature vectors of subjects, objects, and relations into one feature and converts them into a single feature vector. Afterward, the proposed model generates sentences through an LSTM-based language model based on this feature vector, enabling a description suitable for the context. Therefore, this model can generate sentences including object relationships by extending them to a wide area, including object pairs, rather than a local area of interest with one object.
In this paper, to verify the proposed model, the model was trained and tested using the Visual Genome dataset, and METEOR and mAP were used as indicators to evaluate it quantitatively. The proposed model has almost the same score compared to the existing model in the METEOR index that analyzes sentence accuracy. However, the mAP score, which represents the overall accuracy of the detected area, was 11.3%, which was about 10% better than previous studies. This result indicates that the proposed model detects the sentence region more accurately than the state-of-the-art model. In addition, as a result of analyzing the characteristics of sentences through CIDEr, this model accurately depicts the context by selecting synonyms in the predicate area compared to general image captioning. Through this study, Dense Image Captioning was able to identify the relationship between objects in images and create accurate sentences based on it. Based on this, this technology is expected to be applied to fields that require understanding complex images, such as unmanned surveillance systems, image searches, and medical aids.|Dense Image Captioning은 이미지에 나타나는 모든 객체의 위치를 검출하고 이 객체 간에 발생하는 시각적인 상황정보를 자연어로 표현한다. 일반적으로 인간은 이미지의 여러 맥락 중에서 객체의 관계성에 집중하여 묘사한다. 관계는 두 개의 개체로 구성되며 관계는 이러한 개체 간의 상호 작용을 나타낸다. 그러므로 관계성을 가지는 주체와 객체로 구성된 객체 쌍을 검출하는 것은 이미지의 맥락을 정확하게 표현하는데 필수적이다. 하지만 기존의 Dense Image Captioning은 단일 객체에 한정된 관심영역을 기반으로 문장을 생성한다. 이로 인해 이 문장이 지역적인 정보를 묘사한다는 한계가 존재한다.
따라서 본 논문에서는 이미지의 정확한 상황 묘사가 가능한 관계 지향 Dense Image Captioning 모델을 제안한다. 제안하는 모델은 이미지에서 객체 쌍과 관계를 추출하는 Pair Detection Module과 이 관계성의 특징벡터를 통합하는 Feature Embedding Module로 구성된다. Pair Detection Module은 3개의 Region Proposal Network를 통해 각각 주체, 객체, 관계를 검출하고 이들 간의 연관성을 통해 주체와 객체 사이의 쌍을 매칭한다. Feature Embedding Module은 주체, 객체, 관계의 특징벡터들을 하나의 특징으로 임베딩하여 단일한 특징벡터로 변환한다. 이후, 제안하는 모델은 이 특징벡터를 바탕으로 LSTM 기반의 언어모델을 통해 문장을 생성함으로써 맥락에 맞는 묘사가 가능하다. 그러므로 이 모델은 한 객체를 가지는 국소적인 관심영역이 아닌 객체 쌍을 포함하는 넓은 영역으로 확장함으로써 객체의 관계성을 포함한 문장을 생성할 수 있다.
본 논문에서는 제안하는 모델을 검증하기 위해 Visual Genome 데이터셋을 이용하여 모델의 학습 및 시험을 진행하였으며 이를 정량적으로 평가하기 위해 METEOR, mAP를 지표로 사용하였다. 제안하는 모델은 문장의 정확도를 분석하는 METEOR 지표에서 기존의 모델에 비교하여 거의 동일한 점수를 가졌다. 그러나 검출한 영역의 종합적인 정확도를 나타내는 mAP 점수는 11.3% 로 기존의 연구 대비 10% 정도 우수한 성능을 보였다. 이 결과는 본 논문에서 제안하는 모델이 최신의 모델과 비교하여 문장의 영역을 더 정확하게 검출하는 것을 나타낸다. 또한 CIDEr을 통해 문장의 특성을 분석한 결과, 본 모델은 일반 Image Captioning에 비해 서술어 영역의 유의어를 잘 선택함으로써 맥락을 정확하게 묘사함을 알 수 있다. 본 연구를 통해 Dense Image Captioning이 이미지에 존재하는 객체들 사이의 관계를 파악하고 이를 기반으로 정확한 문장을 생성할 수 있었다. 이를 기반으로 본 기술이 무인 감시 시스템, 이미지 검색, 의료 보조기기 등과 같은 복잡한 이미지의 이해를 요구하는 분야에 적용이 기대된다.1 서 론 1
2 관 련 이 론 4
2.1 Image Captioning 4
2.2 Dense Image Captioning 7
2.3 Object Detection 9
2.4 Visual Relationship Detection 12
2.5 Evaluation Metrics for Image Captioning 14
2.5.1 mean Average Precision(mAP) 15
2.5.2 Metric for Evaluation of Translation with Explicit ORdering(METEOR) 15
2.5.3 Bi-Lingual Evaluation Understudy(BLEU) 16
3. 제안한 이미지 캡셔닝 모델 18
3.1 Pair Detection Module 20
3.2 Roi Pooling 22
3.3 Feature Embedding Module 23
3.4 Language Model 25
4 실험 및 결과 26
4.1 Visual Genome Dataset 26
4.2 Data Preprocessing 27
4.3 실험 결과 분석 28
5 결 론 33
6 참 고 문 헌 34Maste
Dosplacement Behavior of Block-Type Quay Wall Depending on the Combination of Piles
No full text본 연구에서는 말둑의 결합 여부에 따른 블록식 안벽에서 말뚝의 근입깊이의 영향에 따른 블록과 말뚝의 거동파악을 하기 위해 2차원 수치해석을 실시하였다. 수치해석에 사용된 프로그램의 종류는 FEM(Finite Element Mohr-Coulomb) 해석프로그램인 MIDAS/GTS를 사용하였고, 지반에 대해서는 개선된 Mohr-Coulomb 모델, 말뚝은 선형탄성모델, 그리고 인터페이스 요소에 대해서는 감도감소계수(R=0.6)를 적용하였다.
말뚝이 결합되느 블록식 안벽의 수평변위에 대한 수치해석 결과 말뚝의 근입에 따라 수평변위의 억제 효과가 나타나는 것을 확인하였으며, 말뚝이 사석층까지 근입된 경우에서 수평변위 억제 효과가 가장 크게 나타났다.
잔류수위차에 대한 수치해석 결과, 말뚝이 근입되지 않은 조건에서는 잔류수위차가 증가함에 따라 수평변위도 비례적으로 증가하는 것으로 나타났다. 하지만 말뚝이 지반에 근입된 경우 잔류수위차가 증가하더라도 수평변위에 대한 제어가 크게 발휘되었다. 가장 큰 억제 효과는 말뚝이 사석층까지 근입된 경우에 나타났다.
상치콘크리트의 유무에 대한 검토 결과, 상치콘크리트 유무에 따른 수평변위는 차이가 거의 없는 것으로 나타났다. 이러한 양상은 수직하중의 증가에 따라 수평저항력도 증가하지만, 이에 따른 하부 사석층의 합력방향으로 추가변위발생으로 인해 수평변위에 대한 차이가 미소한 것으로 판단된다.
말뚝의 근입깊이가 사석층까지 근입된 경우 조건에서는 말뚝이 짧은 말뚝에서 보이는 회전거동을 보이는 것으로 나타났다. 말뚝의 근입깊이가 더 깊어짐에 따라 중간 말뚝의 거동과 같은 휨거동 양상을 보이는 것으로 해석되었다.1. 서론 1
1.1 연구의 배경 1
1.2 연구의 목적 3
2. 기존연구 5
2.1 실내모형실험 5
2.2 수치해석 10
2.3 블록식 안벽 설계기준 12
3. 수치해석 16
3.1 프로그램 16
3.1.1 수치해석 Model 16
3.1.2 지반구성 모델 17
3.2 수치해석에 사용된 지반 물성치 21
3.3 수치해석 모델링 22
3.3.1 수치해석단면 22
3.3.2 인터페이스 감소계수 25
3.3.3 해석 Case 26
3.4 해석결과 28
3.4.1 말뚝근입깊이에 따른 수평변위 28
3.4.2 말뚝근입깊이에 따른 휨모멘트 42
4. 실제적용사례 54
4.1 개요 54
4.2 블록식 안벽 형태별 안정검토 56
4.2.1 콘크리트 블록식 안벽 56
4.2.2 블록내 말둑이 결합된 블록식 안벽 63
4.2.3 원지반내 말둑이 결합된 블록식 안벽 67
4.3 안정검토 결과 72
5. 결론 74
참고문헌 76
국문초록 78Maste
A Study on the Design of a Heat Exchanger for Two-Phase Flow in Organic Rankine Cycle System for Ships Using Numerical Analysis
No full textA meticulous design approach is required for Waste Heat Recovery Units (WHRU) and condensers utilized in Organic Rankine Cycle (ORC) power systems, unlike conventional heat exchangers. This is due to the incorporation of phase change phenomena and the utilization of a refrigerant as a working fluid instead of water. The main goal of this research is to develop ship-based ORC systems that utilize WHRU and condensers. From the initial design stage, computational fluid dynamics (CFD) methodology was utilized to calculate heat transfer rates and analyze operational characteristics.
Investigation of research cases on conventional heat exchangers using CFD techniques revealed that the majority of existing studies focus on enhancing efficiency in manufactured devices and analyzing local heat and flow, rather than on the fundamental design process. This research fills a gap by providing comprehensive performance analysis of two-phase flow heat exchangers, documenting their manufacturing process, and analyzing the system modeling of the ORC power generation system that incorporates the newly created heat exchangers. This work has significant implications for the future development and implementation of ORC systems in marine applications.
When applying the ORC system to ships, it is crucial to take into account various factors. Primarily, this study focuses on discussing the characteristics of the heat source. The objective of this study is to develop a heat exchanger, which is fundamentally influenced by the heat source. The heat exchanger must be designed to leverage waste heat from the ship's main engine exhaust, taking pressure drop into account, without negatively impacting engine operation. The heat exchanger must be designed to effectively utilize waste heat from the ship's main engine exhaust, considering pressure drop, without causing any detrimental effects on engine operation.
The demonstration showcased the design and fabrication process of the WHRU device, which incorporated CFD techniques. The simulation and experimental results were compared to confirm similar heat transfer performance during the design stage. A specific analysis was conducted on the temperature, pressure, and dryness distribution of the heat exchanger. Notably, the prediction of the phase change point, which is a crucial factor for the stable operation of the two-phase flow heat exchanger, was conducted for each refrigerant, and the corresponding operational performance was analyzed.
The process of developing the condenser in the Organic Rankine Cycle (ORC) is illustrated. The CFD simulation results of the condenser showed a heat transfer performance similar to the experimental results, with an error margin of within 10%. The condenser, a brazed plate heat exchanger, was designed to independently calculate the heat transfer performance of an internally-shaped fin on each individual heat transfer plate. This allows for the prediction of the performance of a fully assembled condenser with a 25-layer stack.
The ORC system was modeled using the Aspen Plus program, incorporating the CFD calculation conditions of the ship's ORC two-phase heat exchanger. It has been verified to be error-free. Moreover, the operating characteristics of each part were analyzed during system operation, with a specific focus on refrigerant properties. This analysis involved the application of four different types of refrigerants. As a result, similar heat transfer performance was confirmed through both CFD and Aspen modeling calculations.1. 서론 1
1.1 연구 배경 1
1.1.1 선박 에너지효율 중요성 1
1.1.2 선박용 열교환기 종류 및 특징 4
1.1.3 이상유동형 열교환기 설계에서 수치해석 활용 6
1.2 종래의 연구 9
1.2.1 수치해석을 이용한 증발기 연구 9
1.2.2 수치해석을 이용한 응축기 연구 14
1.2.3 선박 유기랭킨사이클 시스템 설계 연구 17
1.3 연구 목적 22
1.3.1 연구 방법 22
1.3.2 연구 목적 24
2. 선박용 유기랭킨사이클 발전시스템 25
2.1 선박 열원 특징 25
2.1.1 주기관 폐열 25
2.1.2 냉각용 해수 28
2.2 선박용 유기랭킨사이클 시스템 구성 29
3. 폐열회수장치 제작 및 실험 34
3.1 폐열회수장치 설계 34
3.1.1 폐열회수장치 설계 요소 34
3.1.2 폐열회수장치 모델링 37
3.1.2.1 모델링 제작 37
3.1.2.2 격자 작업 42
3.2 이상유동형 폐열회수장치 해석 44
3.2.1 계산 조건 및 결과 44
3.2.2 온도 특성 48
3.2.3 압력 특성 55
3.2.4 건도 특성 59
3.3 이상유동형 폐열회수장치 실험 62
3.3.1 폐열회수장치 제작 65
3.3.2 폐열회수장치 실험 68
3.4 냉매 입·출구 배관 구조에 따른 비교 70
3.4.1 냉매 출구 배관 추가에 따른 특성 73
3.4.2 냉매 입·출구 배관 구조에 따른 비교분석 86
3.5 냉매 종류에 따른 비교 93
3.5.1 열전달 특성 93
3.5.2 건도 특성 102
3.6 폐열회수장치 시스템 모델링 107
3.6.1 R134a 시스템 모델링 109
3.6.2 R152a 시스템 모델링 115
3.6.3 R22 시스템 모델링 120
3.6.4 R245fa 시스템 모델링 125
3.6.5 선박용 ORC 시스템 효율 특성 130
3.7 소결 135
4. 응축기 제작 및 실험 137
4.1 응축기 설계 137
4.1.1 응축기 설계 요소 137
4.1.2 응축기 모델링 139
4.1.2.1 모델링 제작 139
4.1.2.2 격자 작업 144
4.2 이상유동형 응축기 해석 146
4.2.1 계산 조건 및 결과 146
4.2.2 휜의 열전달 효과 149
4.2.3 온도 특성 155
4.2.4 압력 특성 157
4.2.5 건도 특성 160
4.2.6 25단 응축기 특성 162
4.3 이상유동형 응축기 실험 170
4.3.1 응축기 제작 170
4.3.2 응축기 실험 172
4.4 응축기 시스템 모델링 174
4.5 소결 179
5. 결론 181
참고문헌 185
국문초록 204Docto
Effect of Mesh Size in Liquid-Gas Two-Fluid Flow Eulerian Computational Model
No full textA two-fluid model using the Eulerian-Eulerian approach is applicable for two-phase flow, which assumes two phases as interpenetration continuum. Each phase shares the same volume, penetrates each other in space, and exchanges mass, momentum, and energy. The volume fraction of a phase is expressed as a continuous function for space and time, and the sum of the volume fraction of the phases is equal to 1. Each phase is governed by conservation law. There are three models for two-fluid flow: a volume of fluid (VOF), a mixture model, and an Eulerian model. In an Eulerian model, the governing equations for all phases must be solved by a coupled numerical scheme and physically reasonable convergence must be achieved. When both liquid and gas exist in a mesh, the size of either bubbles or droplet is required to calculate drag force. But the calculated size of a bubble or a droplet by a model is sometimes larger than the computational cell size. Therefore, in the computational analysis of two-phase flow by Euler model, an appropriate modeling for the size of bubble or droplet is required. Among the liquid-gas two-phase flow, there is a bubble column, which is the most basic phenomenon. In this study, the Eulerian two-phase flow model has been validated with a bubble column analysis data with a focus on the effect of a size model of bubble or droplet.
The transient computation of three-dimensional two-phase flow code K-FIX was used for the calculations with a set of additions to the code; material properties and constitutive relations for the interfacial momentum transfer. The model for the size of bubble or droplet was a function of relative velocity between liquid and vapor and it is determined by the critical Weber number. For different drag coefficient model and mesh size, the size of bubble or droplet was examined and in bubbly flow the calculated bubble size was evaluated for the flow variables such as fluid velocity and volume fraction in order to analyze the effect of mesh size in Eulerian model of two-phase flow.
A set of calculations has been carried out for three different mesh sizes: base case, a half, and a double of the base case mesh size. At the time of 10 s from the start of air injection, the calculated bubble size was from 0.2 to 1.7 cm in the base case, 0.2 to 4.8 cm in case of half-size mesh, and 0.5 to 1.6 cm in double-size mesh. Considering the bubble size, relative velocity, buoyancy and drag force, the mesh size had a significant effect on the result in case of half-size mesh, but it had an insignificant effect in the case of double-size mesh.
In addition, the computation time was significantly reduced by parallelizing the K-FIX code with OpenMP.. The original K-FIX was a serial code.제 1 장 서론 1
1.1 연구배경 1
1.2 연구목적 3
제 2 장 선행연구 고찰 4
2.1 액체-기체 2상 유동 전산해석 기포 또는 액적 크기에 대한 이론 4
2.1.1 액체-기체 2상 유동 오일러 전산해석 모델 4
2.1.2 기포 또는 액적 이론적 모델 5
2.2 액체-기체 2상 유동 전산해석 병렬계산 방법론 6
2.2.1 병렬계산 기술 개요 6
2.2.2 병렬 하드웨어 7
2.2.3 병렬 소프트웨어 8
2.2.4 OpenMP를 이용한 공유 메모리 프로그래밍 9
제 3장 액체-기체 2상 유동 전산해석 모델 14
3.1 수학적 모델 14
3.1.1 지배방정식 14
3.1.2 기포 또는 액적 크기 모델 16
3.1.3 항력계수 모델 18
3.1.4 수치해법 22
3.2 액체-2체 2상 유동 전산해석 모델 병렬화 30
3.2.1 OpenMP를 이용한 K-FIX 코드 병렬화 30
제 4장 결과 및 고찰 37
4.1 검증 해석 37
4.1.1 수치적 모델 37
4.1.2 경계조건 41
4.1.3 해석 결과 43
4.2 액체-기체 2상 유동 전산해석 격자 크기의 영향 분석 46
4.2.1 유동 양상과 기포 또는 액적 크기 측정 46
4.2.2 기포 또는 액적의 크기와 격자 크기의 영향 62
4.3 단열 계산과 병렬 계산의 비교 79Maste
Evaluation of Consolidation Settlement and Ground Stability of Soft Ground Using Drone Survey
No full textOver the past 20 years, the construction industry has shown a lower level of digitization than other industries, resulting in a productivity growth rate of 1.0%. To overcome this, the government has announced a "Smart Construction Revitalization Plan" aimed at digitizing and automating the entire construction process. In particular, as a part of the future growth of the industry, the government is steadily supporting the domestic drone industry, such as "Drones Industry Promotion Policy 2.0," and subsequently the market size of the domestic drone industry is continuously growing.
Researches on the use of drones at construction sites are also being actively conducted. For examples, the drone survey accuracy was verified compared to existing surveying methods in the fields of construction and maintenance of roads, geospatial information of open-pit mines or coastal sand dunes, and calculation of cutting and embankment generated during earthworks. In addition, various studies are carried out to increase the usage of drones in various fields, such as detecting cracks through temperature differences outside structures, thermal infrared monitoring of harmful gases generated in landfills, and determining the quantity of stored materials.
In the field of the ground subsidence measurement in a construction site, the conventional method depends on the manual on-site surveying while there are limited to a few points where the instrument is installed. However drones have high potential for the ground subsidence measurement because they can easily measure a wide area and even difficult-to-access areas.
However, in the field of ground subsidence, there are few studies carried out for the accuracy of soft ground subsidence measurement using drone surveying. This is why the drone surveying has not been widely adopted yet. Therefore, this study aims to examine the drone surveying for consolidation settlement and ground stability evaluation through soft ground settlement measurement in large-scale dredged landfills. We used LiDAR sensor that is capable of measuring high-density 3-D topography.
The purpose of this study is to compare the digital surface model from the LiDAR survey to the manual measurement data of surface settlement plate. We checked the accuracy and tendency of predicted settlement and consolidation on 7 surface subsidence plates installed at tested soft ground site where soil improvement is being carried out.
The major findings derived through the study can be listed as follows. 1. The difference between the manual measurement data of surface settlement plate and the drone LiDAR survey data at the selected seven locations was estimated 122mm (RMSE: root mean square error). 2. The two methods showed the difference of 456mm in the settlement prediction, and 8.21% of consolidation based on the hyperbolic curve.
3. Reviewing the predicted settlement and consolidation of 8 points without on-site ground instruments, only 2 points showed the significant consolidation differences. We believe that this related to the impact of the loading embankment of the adjacent areas by reviewing the fill embankment history of the site.
Based on the results of this study, it is believed that the drone LiDAR survey can be used to control the fill embankment speed and to evaluate abnormal subsidence by providing geospatial information on the soft ground stability where instruments are not installed. However, the LiDAR survey data have limitations to replace the manual measurement data of surface settlement plate. It is because the current LiDAR survey result does not seem to satisfy the residual settlement condition of the port site. Future study includes the improvement of accuracy and precision in drone LiDAR survey data acquisition and processing to meet the soft ground settlement measurement standard.|지난 20년간 건설업은 다른 산업 대비 낮은 디지털화 수준으로 생산성 증가율은 1.0%에 머무르고 있고, 이를 극복하고자 정부에서는 ‘2030 건설 전 과정 디지털화·자동화’를 목표로 ‘스마트건설 활성화 방안’을 발표하며 여러 가지 정책을 시행하고 있다. 특히, 미래 성장산업의 목적으로 ‘드론산업육성정책 2.0’등 국내 드론산업을 꾸준히 지원하고 있고, 국내 드론산업의 시장규모도 지속해서 성장하고 있다.
건설현장에서 드론을 활용하기 위한 연구도 활발히 진행되고 있다. 선행연구들을 살펴보면 도로의 시공 및 유지관리, 노천광산 또는 해안사구의 지형정보 구축, 토공 작업 시 발생하는 절·성토량 계산 등 기존에 시행되고 있는 측량방법과 드론측량의 결과를 비교하여 정확도를 검증하였고, 구조물 외부의 온도 차이를 통한 균열감지, 쓰레기 매립지에서 발생하는 유해가스의 열적외선 모니터링, 야적된 자재의 수량파악 등 여러 분야에서 드론의 활용성을 높이고자 다양한 연구가 진행 중이다. 지반침하 분야에 한정해 보면 현재 수기계측 등을 통해 침하량을 계측 중이나, 계측기가 설치된 지점에 대한 한정된 계측이 이루어지는 등 한계점이 있다. 드론은 광범위한 지역 및 접근이 어려운 지역 등에 대한 손쉬운 계측이 가능하므로, 지반침하 분야에서 드론의 활용성이 기대된다.
그러나 지반침하 분야에서 드론측량의 연약지반 침하계측 시 정확도에 관한 연구가 미흡하여 계측 활용성에 있어 제한이 있었다. 따라서, 본 연구에서는 고밀도의 3차원 지표면 형상 측정이 가능한 라이다를 선정하여 대규모 준설매립지에 대한 연약지반 침하계측을 통해 압밀침하 및 지반안정 평가에 대한 활용성을 검토해보고자 하였다.
본 연구에서는 준설매립으로 조성된 부지의 연약지반을 개량하는데 기존의 수기계측을 대신하여 드론측량을 활용하고자, 현재 연약지반을 개량 중인 현장에 설치되어 운영 중인 지표침하판 7개소를 선정하여 수기계측 데이터와 드론라이다(LiDAR) 측량데이터를 비교하고, 장래침하량과 압밀도의 계산 결과를 비교하여 그 정확성과 경향성을 확인하였다.
수기계측 데이터와 드론라이다(LiDAR) 측량데이터를 비교한 연구결과는 다음과 같다.
1. 선정된 7개소의 수기계측 자료와 드론라이다(LiDAR) 측량데이터의 차이를 확인하였고, 122mm의 RMSE(Root Mean Square Error) 오차를 보였다.
2. 수기계측과 드론라이다(LiDAR) 측량데이터의 장래침하량과 압밀도를 쌍곡선법을 사용해 계산한 결과 장래침하량은 456mm의 RMSE 오차를 보였고, 압밀도는 8.21%의 RMSE 오차를 확인하였다.
3. 계측기가 설치되지 않은 지점 8개소의 장래침하량과 압밀도를 검토한 결과 8개소 중 2개소의 압밀도의 차이가 크게 나온 것으로 확인되었는데, 대상현장의 성토 이력을 검토한 결과 이는 인접 구역의 재하성토 하중에 의한 영향 때문으로 추정할 수 있었다.
본 연구의 결과를 종합해 볼 때 드론라이다(LiDAR) 측량을 통해 연약지반 성토 시 계측기가 설치되지 않은 곳의 안정성을 검토하여 성토속도를 조절하고 이상침하 현상을 판단하는데 사용될 수 있을 것으로 판단된다. 하지만 항만현장의 설계조건인 잔류침하량 5 ~ 10cm를 만족하는 연약지반 개량검토를 수행하려면 드론라이다(LiDAR) 측량데이터의 평균 오차를 고려했을 때, 수기계측 데이터를 대신해 드론라이다(LiDAR) 측량데이터를 연약지반 개량검토에 사용하는 것은 어려운 것으로 판단된다. 연약지반을 개량하는 현장에 사용하려면 드론라이다(LiDAR) 측량데이터의 처리방법을 개선하여 정확도와 정밀도를 높이기 위한 연구가 필요할 것으로 판단된다.1. 서 론 1
1.1 연구 배경 1
1.2 연구 동향 6
1.3 연구 목적 12
2. 연약지반 계측관리 14
2.1 개 요 14
2.2 계측관리 14
2.2.1 계측관리 항목 14
2.2.2 계측관리 분석 17
2.3 장래침하량 예측방법 18
2.3.1 쌍곡선법 (Hyperbolic Method) 18
2.3.2 아사오카법(Asaoka Method) 19
2.3.3 호시노법(Hoshino Method) 21
2.4 드론측량 23
2.4.1 드론 사진측량 24
2.4.2 드론 라이다(LiDAR)측량 25
2.4.3 연약지반에서의 드론측량 27
3. 현장 침하 계측 및 드론라이다(LiDAR) 측량 28
3.1 과업대상 28
3.1.1 대상현장 침하계측 29
3.1.2 대상현장 침하계측 관리기준 31
3.2 드론라이다(LiDAR) 측량 33
3.2.1 드론측량 비행승인 33
3.2.2 드론라이다(LiDAR) 재원 35
3.2.3 드론라이다(LiDAR) 측량 36
4. 측량결과 비교분석 41
4.1 수기계측 및 드론라이다(LiDAR) 측량 데이터 비교 41
4.2 계측기별 장래침하량 및 압밀도 비교 59
4.3 장래침하량 및 압밀도 비교결과 73
4.4 계측기 미설치구간에 대한 드론라이다(LiDAR) 측량 77
5. 결 론 84
참 고 문 헌Maste
A Study on the Laser Decontamination Process for Radioactive Contaminants on Metal Surface in Nuclear Power Plants Decommissioning
No full text세계 각국에서 주요 에너지원으로 사용되고 있는 원자력 발전소의 에너지는 다른 발전 방식에 비하여 높은 효율을 가지고 있으나 핵 물질로 인한 많은 위험이 존재한다. 특히 원전 해체 시 핵 물질을 포함하고 있는 시설 및 방사성 폐기물에서 방사성 물질이 방출되기 때문에 인체 및 생태계에 심각한 위해를 끼칠 수 있다. 따라서 방사성 오염 물질이 외부로 확산되는 것을 방지하고 방사능 준위를 낮추는 제염 공정은 필수적이다.
원전 해체 시 제염 공정은 화학적 및 기계적 제염 방식이 주로 사용되고 있다. 그러나 기존의 제염 방식은 폐용액, 폐연마재 및 퓸(fume) 등 다량의 2차 폐기물이 발생하며, 밀폐된 공간에서의 작업으로 인한 작업자의 안전 문제를 야기한다. 반면 레이저 제염 기술은 협소 구역 및 복잡한 형상에 대한 작업이 비교적 쉽고 원격 작업이 가능하여 작업자의 피폭에 대한 위험을 방지할 수 있으며, 우수한 제어성으로 인하여 정밀한 작업이 가능하다. 또한 친환경 열원인 레이저를 이용하여 재료 표면의 오염 물질을 증발시켜 제거함으로써 2차 폐기물 양이 매우 적다. 이러한 이점으로 인하여 반도체, 자동차, 선박 및 항공기 등에 적용되고 있는 레이저 클리닝 기술을 기반으로 원전 해체에 적용하고자 한다. 현재 원전 해체 분야에서의 레이저를 이용한 제염 기술의 수준은 초기 단계이며 기존의 제염 기술을 대체하고자 다양한 연구가 진행 중이다. 기존의 제염 기술을 대체하고 영구 정지된 고리 1호기 및 월성 1호기의 해체 작업에 적용하기 위하여 레이저 제염 기술을 확보하는 것이 시급하다.
본 연구에서는 평균 출력 100W의 큐스위칭(Q’switching) 파이버 레이저를 이용하여 금속 기판(STS304 및 A6061) 표면의 Ni-ferrite 코팅층을 제거하기 위한 레이저 제염 실험을 진행하였다. 이때 코팅층은 실제 원전 해체 작업 시 금속 표면에 침적된 산화물의 주요 성분인 Ni-ferrite를 이용하여 모사 산화막 시험편을 제작하였다. 실험은 레이저 빔 패턴(beam pattern), 비초점 거리, 에너지 밀도, 스캔 횟수, 빔 중첩 비율 및 평균 출력 등의 공정 변수에 따른 레이저 제염을 실시하였다. 이와 같이 다양한 공정 변수 제어에 따른 레이저 제염 효율을 계산하여 최적의 조건을 도출하였으며, 얻어진 결과를 통해 제염부의 기계적 및 재료학적 특성을 분석하였다.
공정 변수의 영향을 살펴본 결과, 빔 패턴에 따라서 코팅층의 제거 특성이 다르게 관찰되었다. 따라서 원자력 시설의 기기 및 부품의 다양한 형상에 따라서 적합한 빔 패턴을 선정하는 것이 중요하다. 비초점 거리는 시험편 표면에 조사되는 레이저 빔의 직경을 결정하여 에너지 양이 달라지는 것을 확인하였다. 또한 초점 거리 0mm(d=0mm)와 유사한 제염 결과를 나타내는 비초점 거리의 범위를 도출하였다. 에너지 밀도, 스캔 횟수, 빔 중첩 비율 및 평균 출력은 재료 표면으로의 입열량을 결정하여 코팅층 제거량에 영향을 미쳤다. 입열량이 증가하면 코팅층의 제거량이 증가하였으나 표면에 변색이 발생하였다. 따라서 적절한 조건을 찾는 것이 중요하다. 또한 단위 시간당 코팅층의 제거량은 작업 시간을 결정하는 중요한 요소이기 때문에 레이저 제염 효율을 계산하여 구하였다. 이를 통하여 상대적으로 스캔 시간 빠르고 스캔 횟수가 적은 조건이 가장 효율적인 것을 확인하였다.
본 연구 결과는 원자력 시설의 방사성 오염 물질에 대한 레이저 제염의 적용 가능성을 확인하고 향후 원전 해체 시 레이저 제염 기술의 중요한 자료로써 활용될 수 있을 것으로 기대된다.|The energy of nuclear power plants, which are used as a major energy source in many countries around the world, has higher efficiency than other power geration methods, but there are many risks due to nuclear materials. In particular, since radioactive materials are released from facilities and radioactive waste containing nuclear materials during nuclear power plant decommissioning, it can cause serious harm to human and the ecosystem. Therefore, a decontamination process that prevents radioactive contaminants from spreading to the outside and lowers the level of radioactivity is essential.
During decommissioning of nuclear power plants, chemical and mechanical decontamination methods are mainly used in the decontamination process. However, the existing decontamination method causes a safety problem for workers due to work in an enclosed space along with the generation of a large amount of secondary waste such as waste solution, waste abrasive, and fume. On the other hand, laser decontamination technology is relatively easy to work on narrow areas and complex shapes, and remote work is possible to prevent the risk of exposure to workers, and precise work is possible due to excellent controllability. In addition, the amount of secondary waste is very small by evaporating and removing contaminants on the surface of the material using a laser, which is an eco-friendly heat source. Due to these advantages, it is intended to be applied to nuclear power plant decommissioning based on laser cleaning technology applied to semiconductors, automobiles, ships, and aircraft. Currently, the level of decontamination technology using laser in the field of nuclear power plant decommissioning is in its early stages, and various studies are being conducted to replace the existing decontamination technology. It is urgent to secure laser decontamination technology in order to replace the existing decontamination technology and apply it to the decommissioning work of the permanently suspended Kori Unit 1 and Wolseong Unit 1.
In this study, a laser decontamination experiment was conducted to remove the Ni-ferrite coating layer on the surface of metal substrates(STS304 and A6061) using a Q-switching fiber laser with an average power of 100W. At this time, as the coating layer, a simulated oxide film specimen was produced using Ni-ferrite, a major component of oxide deposited on the metal surface during the actual nuclear power plant decommissioning work. Laser decontamination was performed according to process parameters such as laser beam pattern, defocused distance, energy density, number of scans, beam overlap rate, and average power. As such, the optimal conditions were derived by calculating the laser decontamination efficiency according to the control of various process parameters, and the mechanical and material properties of the decontaminated area were analyzed through the obtained results.
As a result of examining the influence of process parameters, the removal characteristics of the coating layer were observed differently depending on the beam pattern. Therefore, it is important to select an appropriate beam pattern according to various shapes of devices and parts of nuclear facilities. It was confirmed that the amount of energy varied by determining the diameter of the laser beam irradiated on the surface of the test piece.
The results of this study confirm the applicability of laser decontamination to radioactive contaminants in nuclear facilities and are expected to be used as important data for laser decontamination technology in the future of nuclear power plant decommissioning. It was confirmed that the defocused distance varied in the amount of energy by determining the diameter of the laser beam irradiated on the surface of the specimen. In addition, a range of defocused distance showing decontamination results similar to the focal length of 0 mm(d=0mm) was derived. Energy density, number of scans, beam overlap rate, and average power determined the amount of heat input to the material surface and thus affected the amount of coating layer removal. As the heat input increased, the removal amount of the coating layer increased, but discoloration occurred on the surface. Therefore, it is important to find the appropriate conditions. In addition, since the removal amount of the coating layer per unit time is an important factor in determining the working time, the laser decontamination efficiency was calculated and obtained. Through this, it was confirmed that the conditions where the scan time was relatively fast and the number of scans was small were the most efficient.1. 서론 1
1.1 연구 배경 및 목적 1
1.2 연구 내용 4
2. 이론적 배경 6
2.1 원전 해체의 개요 6
2.1.1 원전 해체 프로세스 6
2.1.2 원전 산화막의 구성 및 특성 9
2.2 제염 공정의 분류 13
2.2.1 화학적 제염 16
2.2.2 기계적 제염 22
2.2.3 용융 제염 32
2.2.4 레이저 제염 34
2.3 레이저 제염 공정의 특성 36
2.3.1 레이저 제염의 공정변수 36
2.3.2 레이저 제염의 메커니즘 47
2.3.3 레이저 제염 장비의 광학계 구성 50
3. 실험 방법 54
3.1 실험 재료 및 장비 54
3.1.1 실험 재료 54
3.1.2 실험 장비 57
3.2 실험 및 분석 방법 59
3.2.1 실험 방법 59
3.2.2 분석 방법 63
4. 실험 결과 및 고찰 68
4.1 STS304의 Ni-ferrite 코팅층에 대한 레이저 제염 특성 68
4.1.1 레이저 빔 패턴의 영향 68
4.1.2 비초점 거리의 영향 76
4.1.3 에너지 밀도의 영향 81
4.2 금속 기판 재료별 Ni-ferrite 코팅층에 대한 공정지배인자 제어 90
4.2.1 레이저 빔 중첩 비율의 영향 90
4.2.2 레이저 평균 출력의 영향 112
4.3 금속 기판 재료에 따른 레이저 제염 특성 비교 118
4.3.1 레이저 제염 효율 118
4.3.2 금속 기판 재료별 제거 특성 128
4.3.3 레이저 제염부의 기계적 및 재료학적 특성 분석 130
5. 결론 138
참고문헌 141Maste
Study of Weiyuan(魏源)'s Ocean Awareness : Focusing on The Atlas and Annals of Overseas Countries (海國圖志)
No full text본 연구는 명나라와 청나라 이후 전통적인 해양인식이 어느 정도 변화했느냐와 금문경학의 변역관과 경세사상의 영향으로 위원의 해양인식도 상당한 변화가 있었음을 밝히고자 한다. 국가의 조량 운하가 위기에 처하자 위원은 해양 운송이 역할을 충분히 발휘할 수 있는 일련의 해운 개혁 조치를 제안했다. 동시대의 다른 지식인에 비해 그의 인식은 비록 조금 부족하지만 바다를 개발하고 이용하는데 훨씬 과감했고 해운 개혁 사상도 어느 정도 인정받았다. 그러나 이 시기 그의 해양인식은 상대적으로 단순하고 보수적이었고, 해양 운송과 해상이 발휘할 역할에 대해서는 여전히 비교적 초기 단계에 머물러 있다. 아편전쟁 후, 서방의 견선리포堅船利炮의 공격으로 중국의 해안선은 장벽으로서의 역할을 잃었고, 중국의 사회 성격에 변화가 생기기 시작했으며, 경제 역시 점점 서방에 종속적으로 전락했다. 전쟁 후 위원의 해양인식은 주로 중국의 해방 문제와 연관되어 한층 심화되었다. 그의 해방海防 전략 연구는 상당한 내용과 체계를 갖추었고, 그의 해방 인식은 이미 전통적 육지 방어 해전에서 근대적 의미의 해방으로 전환했다. 또한 식민주의, 해양 무역과 기타 해양 연관 방면의 내용을 다루었고, 아편전쟁 전에 비해 그의 인식은 깊이와 폭이 한층 발전했다. 그 해양인식의 심화도 중국이 곤경에서 벗어나 부국강병을 향해 나아가려는 결과이다.
이 논문은 여섯 개의 장으로 구성되어 있는데, 제1장은 서론이고 제2장에서는 전통적 해양 관념의 전환과 서양 해양 식민지의 영향을 통해 위원의 해양인식의 전환을 탐구한다. 제3장에서는 위원의 해양인식의 발전에 대한 전통적 경세사상과 변혁사상의 중요한 역할을 논의한다. 제4장은 아편전쟁 이전, 경세변혁 사상의 영향 아래, 위원의 해운 개혁 인식을 분석하는 데 중점을 두었다. 제5장은 청나라 말 해방 정책의 발전과 한계를 간단히 서술함으로써 위원의 해방 전략의 배경을 소개한다. 제6장에서는 위원의 해방 전략의 내용, 특징, 한계와 영향에 대해 서술하였다.
위원의 해양인식은 중국인에게 상당한 계몽 작용을 하였는데, 특히 그의 해방 인식은 중국 근대 해방 건설, 심지어 해군의 건립에 중요한 참고 체계를 제공했다. 이와 동시에 위원의 해양인식 중에서 한계도 다루어야 한다. 그의 해양인식은 여전히 낡은 대륙적 사유의 틀에서 벗어나지 못했으며, 그 출발점은 농업 경제의 안정을 위해서였다. 그러나 위원의 해양인식은, 특히 근대 전환 시기에 위원의 해방 전략의 긍정적 역할은 주목받아야 마땅하며 그의 해양 개발과 이용의 전향성과 진보적 의의는 근대 중국인의 해양적 사고에 적극적인 영향을 끼쳤다.제1장. 서론 1
제1절. 연구 목적 및 연구 의의 1
제2절. 연구 현황 3
제3절. 연구 내용과 연구 방법 15
제2장. 위원과 전통적 해양인식의 변화 19
제1절. 전통적인 해양 개념 19
제2절. 명·청 시대의 해양 관념의 변화 21
제3절. 위원의 ‘해국’ 인식 26
제3장. 경세사상과 위원의 해양인식 31
제1절. 위원 경세사상의 형성 31
제2절. 경세사상과 해양인식 34
제4장. 위원의 해운개혁 인식 39
제1절. 조량 해운의 실행 과정과 특징 40
제2절. 위원의 해운개혁의 구체적 대책 및 기타 내용 46
제3절. 위원의 해운개혁의 특징과 한계 52
제5장. 청나라 말기의 해방(海防) 정책과 발전 61
제1절. 청나라 말기 해방 정책의 전개 과정 61
제2절. 청나라 말기 해방 정책의 한계 70
제6장. 위원의 해방 정책 74
제1절. 위원의 해방전략 74
제2절. 위원의 해양전략의 특징과 한계 102
제3절. 위원의 해방전략의 영향 112
제7장. 결론 132
참고문헌 136
국문초록 139Docto
Field Observation and Multi-layer Modelling for Prediction of Current Field in the Coast with Submerged Structures
No full textIn this study, we observe morphological changes of the coast with submerged breakwaters during the typhoon period and analyze the flow characteristics using the SWASH model. The study area is Bongpo Beach, located in Goseong, Gangwon-do, where three submerged breakwaters were completed through a coastal improvement project due to serious erosion problems, and the coast is affected by waves from the open sea. As a result of analyzing the changes before and after the typhoon period to identify places particularly vulnerable to erosion after the structures were installed, it is expected that the 2-cell circulation pattern is dominant for coastal flows. To predict the flow mechanism that caused these results, the wave data of the period is input as the offshore boundary condition, and the simulation is performed by dividing the layers in the vertical direction. As a result of simulating a total of 10 cases, the factor determining the overall pattern is the wave direction, and it is reproduced similarly to the observation results at the layer closest to the surface and bottom. Wave conditions are broadly classified into two types: shore normal wave incidence (ENE series) and oblique wave incidence (ESE series). We think that the difference in flow speed caused by the ESE series wave had a big effect on the area near Cheonjin Port where erosion was strong (more than 1.5 m) and that the ENE series wave dominated the rest of the area. These results are underestimated when the depth-averaged mode is applied. This suggests that multi-layered simulation is necessary to simulate complex coastal flows. Also, we think it will be used as a basis for figuring out how to deal with areas along the coast with submerged structures where erosion happens a lot because of the waves.1. Introduction 1
2. Research area and observation data 4
2.1 Research area 4
2.2 Wave data 6
2.3 Bathymetric data before and after storm waves 9
2.4 Current patterns in the submerged breakwater hinterland 13
3. Non-hydrostatic modelling 15
3.1 SWASH (Simulating WAves till SHore) 15
3.1.1 Dep-averaged flow 16
3.1.2 Multi-layered flow 19
3.2 Numerical set-up 22
4. Result and validation 26
4.1 Significant wave height result 33
4.2 Result of flow simulation by shore normal wave incidence (ENE series) 35
4.3 Result of flow simulation by oblique wave incidence (ESE series) 38
4.4 Comparison of multi-layered and dep-averaged mode 41
5. Conclusion 43
References 45Maste
Optimizing Inventory Level in Multi-Period and Classification Items Problems
No full textInventory control, Continuous review policy, Stochastic demand, Grey wolf optimization (GWO), Particle swarm optimization (PSO), Machine learningThis article examines how simulation can manage demand distribution for different products to make an expected profit. When demand is unpredictable and variable due to seasonality within the week, and significant uncertainty, ordering perishable items has become challenging. Ordering fresh products with a long shelf life is one approach to prevent wastage and provide a high level of service, but the quality suffers as a result. Based on the assumption that order size will follow a log-normal distribution with unknown parameters, we assumed the distribution would follow a log-normal distribution. Retail stores should implement policies for continuous review of inventory levels every day to prevent shortages. These policies can be easily implemented. For a number of inventory products, the metaheuristics methods are also used to determine the ideal order amount and reorder point. To maximize long-term average profit in our situation, several control criteria must be established to account for predictable variability. Relevant data are the profit margin and the loss due to scrap items.
This research handles stochastic demand for different items and a continuous-review period inventory management model to maximize its expected profit. The framework of an integer nonlinear programming model is presented based on random demands. In addition, grey wolf optimization (GWO) and particle swarm optimization (PSO) approaches are employed to realize the optimal quantity order and reorder point. Optimal solutions from GWO and PSO are also verified through numerical results. Besides, ABC analysis, enchanted by machine learning, is applied to classify items based on their importance to get higher revenue. The numerical analysis and results are demonstrated on multi-objective inventory optimization in each of the four scenarios. With a decision-making scheme powered by optimization algorithms, novel inventory management software can learn an ever-fluctuating production flow and anticipate the need for changes in the real market.Chapter 1 Introduction 1
Chapter 2 Materials and Methods 5
2.1 The demand characteristics 5
2.1.1 Uniform demand 6
2.1.2 Time-varying demand 6
2.1.3 Stock-dependent demand 7
2.1.4 Stochastic demand distribution. 7
2.2 Replenishment policy 8
2.2.1 Periodic (discrete) review: 8
2.2.2 Continuous review 9
Chapter 3 Model formulation of an inventory management system 12
3.1 Assumptions and notations 12
3.2 Problem Formulation 13
3.2.1 Demand simulation 13
3.2.2 Lead time function 15
3.2.3 Continuous review policy system 16
3.3 Meta-heuristics optimization algorithms 18
3.3.1 Particle swarm optimization 18
3.3.2 Grey wolf optimization 23
3.4 ABC analysis and K-means clustering 26
3.4.1 ABC analysis 26
3.4.2 K-means clustering 28
Chapter 4 Numerical simulation 30
4.1 Initialize parameter for demand simulation 30
4.2 Optimal solutions by GWO algorithm 33
4.3 Classification items process 40
Chapter 5 Conclusion 44
References 46Maste