Surrogate-based Optimal Design of Floating Robot Wing Geometry Using NSGA-II

본 연구에서는 단상 유동 환경에서 운용되는 부유형 로봇 날개의 형상 최적 설계를 수행하였다. 항력 최소화와 함께, 부유 성능을 대표하는 잠긴 깊이를 최소화함으로써 부력 최대화를 동시에 고려하였다. 세 개의 곡률 변수를 설계 변수로 설정하였으며, 이는 날개 상부 전이 곡률, 하부 전이 곡률, 측면 곡률을 의미한다. 중심합성계획법(CCD)을 적용하여 실험 설계를 구성하였다. 각 설계점에 대해 전산유체해석을 통해 항력을 산출하고, 잠긴 깊이는 정적 평형 관계를 통해 평가하였다. 이를 기반으로 2차 반응표면 근사모델을 구축하고, NSGA-II 기반 다중목적 근사 최적화를 통해 항력과 부력에 대한 파레토 최적 해 집합을 도출하였다. 본 연구의 접근법이 단상 유동 환경에서 운용되는 부유형 로봇의 효율적인 형상 설계에 유효함을 확인하였다.