제너레이티브 디자인을 활용한 드론 디자인 개발 연구 (Study on the Development of Drone Design Using Generative Design)

서지정보

· 발행기관 : 한국상품문화디자인학회
· 수록지 정보 : 상품문화디자인학연구 / 73호 / 249 ~ 259페이지
· 저자명 : 나한범

초록

드론의 활용 분야와 역할이 다양해지면서 비행 성능 향상을 위해 디자인 및 설계, 검증 단계에서 많은 시간과 자원을 하고 있으며, 특히 디자인 단계에서부터 드론의 성능 개선을 위한 디자이너의 공학적 지식과 능력이 요구되고 있다. 이에 본 논문에서는 드론의 경량화와 강성 확보, 공기저항 감소 등의 드론 개발에 요구되는 솔루션을 도출할 수 있는 방법으로 제너레이티브 디자인을 활용하였으며, 이를 기반으로 설계 요구사항을 만족시키는 드론 디자인의 과정과 결과물을 분석하여 제너레이티브 디자인의 활용 효과를 알아보았다. 연구 방법으로는 첫째, 이론적 고찰을 통해 제너레이티브 디자인과 드론의 개념 및 구성에 대해 이해하였다. 둘째, 제너레이티브 디자인을 이용하여 드론 개발에 필요한 설계조건을 입력하고 이를 만족하는 결과물을 활용하여 디자인 개발을 진행하였다. 셋째, 완료된 디자인 시안이 초기 설정한 설계 목표에 부합하는지 해석 시뮬레이션을 통해 검증을 진행하였으며, 마지막으로 연구의 내용을 종합하여 시사점을 도출하고 향후 연구에 대해 제언하였다. 연구 결과, 최종 제안된 디자인의 드론은 설계 목표 대비 매우 우수한 강성을 가지고 있음을 해석 시뮬레이션을 통해 알 수 있었으며, 질량 또한 기준 모델 대비 약 29% 경량화된 프레임의 드론 디자인을 완성할 수 있었다. 또한 디자인 개발단계에서 경량화 및 강성의 설계 목표를 만족시키는 시안 작업과 다양한 결과물의 조형 활용 과정을 통해 새로운 융합 프로세스로의 발전 가능성도 기대할 수 있게 되었다.

영어초록

With the diversification of applications and roles for drones, significant time and resources are being invested in the design, development, and validation stages to enhance their flight performance. Particularly in the design phase, there is a growing demand for designers with engineering knowledge and skills to improve the performance of drones. In this study, we utilized generative design as a method to derive solutions for drone development, including lightweighting, stiffness enhancement, and reduction of aerodynamic resistance. Based on this approach, we analyzed the process and outcomes of drone design that satisfy design requirements, aiming to explore the effectiveness of employing generative design. The research methodology employed in this study consisted of several steps. Firstly, a theoretical review was conducted to understand the concepts and components of generative design and the drone's concept and structure. Secondly, generative design was utilized to input the design requirements necessary for drone development, and the obtained results were utilized for design development. Thirdly, validation was conducted through interpretive simulations to verify if the finalized design prototypes aligned with the initially set design goals. Lastly, the research findings were synthesized to derive implications and provide suggestions for future research. The research findings revealed that the drone design proposed in the study exhibited excellent stiffness compared to the design objectives, as confirmed through interpretive simulations. Furthermore, the completed drone design achieved approximately 29% weight reduction in the frame compared to the baseline model. Additionally, the iterative process of generating design prototypes and utilizing various outcomes in the development stage to meet the design objectives for lightweighting and stiffness showcased the potential for the evolution of a novel integration process.

참고자료

· 없음