A surface warship is a vessel to carry out the military mission. However, in a modern combat envi-ronment, there exist plenty of unspecific threats which are difficult to predict and many scientific techniques have been developed to handle these uncertainties. A warship should have not only a sufficient capability of offense but also that of defense against the threats of the enemy. One of the critical defense performances of a surface warship is its survivability, which consists of susceptibility, vulnerability and recoverability. In order to effectively improve the vulnerability, blast hardened bulkhead (BHB) is installed within the ships. The BHB aims to prevent internal explosion in a space from propagate to its adjacent spaces; at the same time it unavoidably increases the total weight of the hull structure, thus it results in the reduction of other ship per-formances such as mobility. The total weight of a warship is one of its key characteristics since weight estima-tion at the concept or preliminary design stage, enormous additional expenses and design degradation of the warship could be incurred. Therefore, it is very important to compare the benefits and drawbacks between the improved survivability and the increased weight in the early stage of the warship design.
In this research, an optimal arrangement methodology of BHB at the concept or preliminary design stage is proposed. A simplified vulnerability evaluation method is developed and used for the optimal BHB arrangement. The vulnerability is quantified considering damage zone with accordance to the allowable pres-sure of structures with shock pressure against the threat of explosion. Based on this evaluation method, the optimization problem is solved using genetic algorithm to suggest optimal BHB design decision. For the verifi-cation, the analysis result is compared with the results of the previous research on virtual warship. Also as-suming the diverse hit distribution, some case studies are conducted.
함정은 전투에 투입되어 군사적 임무를 수행하는 특수목적 선박이다. 적의 위협에 맞서기 위해 함정에는 선박체계와 전투체계 등 복합적인 성능이 요구되는데, 전투 중 손상을 입더라도 특수한 임무를 지속할 수 있는 생존성 향상 설계가 필수적으로 검토되어야 한다. 폭발강화격벽은 내부 폭발 충격의 확산을 억제하기 위해 함정에 적용되고 있으나 필연적으로 발생하는 중량 증가로 인해 다른 체계의 성능을 저하시킨다. 따라서 폭발강화격벽 설치로 인한 생존성 증대 효과와 그에 따른 중량 증가 등의 트레이드 오프 (trade-off) 효과를 정량적으로 비교하는 과정이 함정 초기 배치설계에 매우 중요하다.
생존성은 피격성, 취약성과 회복성으로 구성되는데, 본 연구에서는 초기 해석방법인 간이 취약성 평가를 통하여 폭발강화격벽의 최적 배치 방법론을 제시하고자 한다. 함정의 임무, 기능, 체계에 따른 주요 구성품을 결정하여 Kill type에 따른 중요도 점수를 부여하였으며, 위협 무기 피격 위치에 따라 격벽 및 데크에 미치는 폭발 압력의 크기와 허용 가능 압력을 비교하여 생존성을 산정하는 간이 취약성 평가 방법을 개발하였다. 이를 바탕으로 격벽 무게에 따른 Single optimization 문제를 유전알고리즘을 사용하여 최적화를 수행하여 설치되는 폭발강화격벽의 개수에 대한 최적 위치를 도출하였다. 또한 피격에 의한 손상을 경험적/통계적으로 산출한 기존 연구의 결과와 생존성을 비교하였으며 다양한 피격 분포에 대하여 폭발강화격벽 최적 배치 방법론을 적용시켰다.
