대기오염물질과 온실가스 배출량을 저감 시키기 위한 배기 후처리 장치에 대한 연구는 활발히 진행 중이지만 그 중 선박용 입 자상물질/질소산화물(PM/NOx) 동시저감 장치에서는 엔진에 미치는 배압 및 필터 담체 교체에 대한 문제가 발생하고 있다. 본 연구에서는 PM/NOx를 동시저감 할 수 있는 일체형 장치의 최적 설계를 위해 장치 내부 유동과 입·출구 압력을 통한 배압의 변화를 연구하여 적절한 기준을 제시하였다. Ansys Fluent를 활용하여 디젤미립자필터(DPF) 및 선택적촉매환원법(SCR)에 다공성 매체 조건을 적용하였고 공극률은 30 %, 40 %, 50 %, 60 % 및 70 %로 설정하였다. 또한, 엔진 부하에 따른 Inlet 속도를 경계 조건으로 7.4 m/s, 10.3 m/s, 13.1 m/s 및 26.2 m/s로 적 용하여 배압에 미치는 영향을 분석하였다. CFD 분석 결과, 장치의 입구 온도 보다 입구 속도에 따른 배압의 변화율이 크고 최대 변화율은 27.4 mbar였다. 그리고 모든 경계 조건에서의 배압이 선급 기준인 68 mbar를 초과하지 않았기 때문에 1800 kW 선박에 적합한 장치로 평가 되었다.

Research on exhaust aftertreatment devices to reduce air pollutants and greenhouse gas emissions is being actively conducted. However, in the case of the particulate matters/nitrogen oxides (PM/NOx) simultaneous reduction device for ships, the problem of back pressure on the diesel engine and replacement of the filter carrier is occurring. In this study, for the optimal design of the integrated device that can simultaneously reduce PM/NOx, an appropriate standard was presented by studying the flow inside the device and change in back pressure through the inlet/outlet pressure. Ansys Fluent was used to apply porous media conditions to a diesel particulate filter (DPF) and selective catalytic reduction (SCR) by setting porosity to 30%, 40%, 50%, 60%, and 70%. In addition, the effect on back pressure was analyzed by applying the inlet velocity according to the engine load to 7.4 m/s, 10.3 m/s, 13.1 m/s, and 26.2 m/s as boundary conditions. As a result of a computational fluid dynamics analysis, the rate of change for back pressure by changing the inlet velocity was greater than when inlet temperature was changed, and the maximum rate of change was 27.4 mbar. This was evaluated as a suitable device for ships of 1800kW because the back pressure in all boundary conditions did not exceed the classification standard of 68mbar.

요 약
Abstract
1. 서 론
2. 해석 방법
    2.1 모델링
    2.2 해석 조건
3. 결 과
    3.1 온도에 따른 배압
    3.2 속도에 따른 배압
    3.3 공극률에 따른 배압
    3.4 필터 위치 및 공극률에 따른 유동 균일도
4. 결 론
후 기
References

• 최수정(한국해양대학교 기관시스템공학과 석사과정) | Su-Jeong Choe (Division of Marine System Engineering, Korea Maritime and Ocean University)
• Pham Van Chien(한국해양대학교 박사후연구원)
• 이원주(한국해양대학교 교수) | Won-Ju Lee (Professor, Division of Marine System Engineering, Korea Maritime and Ocean University)
• 김준수(한국해양수산연수원 교관) | Jun-Soo Kim (Instructor, Korea Institute of Maritime and Fisheries Technology)
• 김정국(한국해양대학교 기관시스템공학과 박사과정) | Jeong-Kuk Kim (Researcher, Division of Marine System Engineering, Korea Maritime and Ocean University)
• 박호용(선박해양플랜트연구소 선박연구본부 연구원) | Hoyong Park (Advanced Ship Research Division, Korea research institute of ship & ocean engineering Advanced Ship Research Division)
• 임인권((주)씨에이테크 대표이사) | In Gweon Lim (Chief executive officer, CATech Inc.)
• 최재혁(한국해양대학교 교수) | Jae-Hyuk Choi (Professor, Division of Marine System Engineering, Korea Maritime and Ocean University) Corresponding Author