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해양환경안전학회지 KCI 등재 Journal of the Korean Society of Marine Environment and Safety

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권호

Vol.23 No.4 (2017년 6월) 13

1.
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본 연구에서는 울진군 죽변의 암반조간대에서 2년(2015-2016)간 계절별 저서동물의 군집구조와 분포양상을 분석하였다. 죽변 암반조간대의 종조성은 5문 41종으로 자포동물 4종, 연체동물 19종, 환형동물 3종, 절지동물 13종, 극피동물 2종이 출현하였으며, 총개체수 1,642 inds./m2, 총생체량 1,959.42 gWWt/m2 조사되었다. 조간대 상부는 조무래기따개비(Chthamalus challengeri), 좁쌀무늬총알고둥(Nodilittorina radiata)이 우점하였다. 하부는 지중해담치(Mytilus galloprovincialis), 배무래기(Nipponacmaea schrenckii), 구멍밤고둥(Chlorostoma turbinata)이 우 점하였다. 계절별 우점종의 경우, 조간대 상부에는 겨울과 봄에 조무래기따개비, 여름과 가을에 좁쌀무늬총알고둥이 우점하였다. 조간대 하부는 전 계절에 걸쳐서 지중해담치가 우점하였다. 군집분석을 통해 생물군집의 분기별 유사성을 분석한 결과, 이들 지역은 세 개의 그 룹으로 구분되었다. 조간대 하부의 2015년 11월, 2015년 8월, 2016년 2-8월의 Group A와 조간대 하부의 2016년 11월, 2015년 5월의 Group B, 2015년-2016년 조간대 상부의 Group C로 구분되었다.
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2.
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이 연구는 2015년 5월부터 12월까지 우리나라 동해안에 위치한 강릉, 울진, 부산 일대에서 천연 해조장 및 서식환경 특성을 분 석하였다. 연구기간 동안 출현한 해조류는 총 96종이었으며, 분류군별로는 녹조류 9종, 갈조류 23종, 홍조류 64종이었다. 강릉의 경우, 미 끈뼈대그물말(D. divaricata)이 정점별로 173.2 ~ 613.8 g m-2로 가장 높은 생물량을 보였고, 가는보라색우무(S. linearis)가 360.8 ~ 520.4 g m-2, 미역(U. pinnatifida)이 25.9 ~ 470.8 g m-2로 생물량이 높았다. 울진에서는 참곱슬이(P. telfairiae)가 5.5 ~ 256.2 g m-2, 구멍쇠미역(A. clathratum) 이 46.8 ~ 241.5 g m-2로 생물량이 높았다. 부산에서 높은 생물량을 보인 해조류는 큰잎모자반(S. coreanum)으로 388.1 ~ 6,972.4 g m-2였고, 감 태(E. cava)도 194.9 ~ 958.5 g m-2로 다른 해조류에 비해 상대적으로 높은 생물량을 나타냈다. 생체량 비율의 경우, 강릉에서 0.0 ~ 55.5 %로 평균 19.2 %를 나타내 울진과 부산에 비해 상대적으로 가장 낮았다. 울진에서는 36.8 ~ 73.3%으로 평균 63.8%를 보였으며, 부산은 평균 48.5 %였다. 갯녹음 비율은 강릉에서 평균 46.7%의 비율을 나타냈고, 울진에서는 평균 91.1 %의 높은 비율을 나타냈으며 이번 연구에서 다 른 지역에 비해 가장 높은 비율을 보였다. 조식성 동물의 밀도는 강릉에서 평균 6.0 개체/m2로 분석되었고, 울진에서는 7.0 개체/m2를 나타 냈으며 부산에서 2.0 개체/m2로 전체 지역 중에서 가장 낮은 조식성 동물 밀도를 보였다. 결론적으로 이전 연구결과와 비교하여 종조성, 출현비율, 밀도는 유사하게 나타났다. 하지만 지구 온난화, 기후변화, 해안개발 등에 의한 물리적, 화학적 오염과 관련하여 지속적인 모니 터링 연구가 필요하다고 판단된다.
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3.
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본 연구에서는 연안용승이 발생하는 한국 동해연안을 대상으로 용승류 발생분포와 용승유량을 파악하고자 수치실험을 실시 하였다. 여기서 연안용승이 발생한 2013년 하계의 CTD 관측자료 및 정선자료(NIFS) 에서 수온 염분 값을 모델에 적용하였다. 또한, Case 별 실험은 하계에 가장 높은 빈도를 보이는 남풍과 남서풍에 풍속의 변화(3, 6 m/s 그리고 9 m/s)를 주었다. 풍속이 강한 조건일수록 상 승류의 강도와 분포범위가 넓게 나타났다. 그리고 남서풍은 남풍에 의한 용승역의 분포와 상승유속의 강도에 비해 강하고 넓었다. 동해 안의 5개 연안에서 용승유량을 산정한 결과 포항, 영덕, 후포, 부산, 그리고 울산 순으로 나타나며 남풍에 비해 남서풍의 조건에서 용승 유량이 약 1.5배 크게 나타났다. 남서풍 9 m/s에 의한 용승역은 약 17 22 km/day의 수평적 확산 속도로 바람이 1주일 이상 지속된다면 포항 남쪽 연안에서 발생된 용승현상에 의해 발생된 냉수대는 울릉도 근해까지 확장한다.
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4.
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본 연구는 국내‧외적으로 해양오염사고 예방에 관한 관심과 중요성이 날로 증대되는 가운데, 지방정부 중심의 해안방제체 계를 구축하기 위한 정책방향 설계에 그 목적이 있다. 따라서 지방정부의 해안방제능력을 진단하고 해안방제 실행력 강화를 위해 필요 한 중앙정부의 정책적 지원방안이 무엇인지를 밝혀보고자 하였다. 이러한 연구목적을 달성하기 위하여 국내외에서 일어났던 대규모 해양오염사고 사례분석을 통해 지방정부가 해안방제를 어떻게 수행했는지를 분석하고, 해안방제에 관한 지방정부의 문제점을 찾아내 어, 향후 발생가능한 대형 해양오염사고의 해안방제 대비에 필요한 사항을 중심으로 단계별 대응체제 구축, 교육훈련 강화, 인적 네트 워크 활성화, 방제자원 확보근거 마련, 전담부서 신설 등 지방정부의 해안방제능력 개선방안을 제시하였다. 그러나 아직까지 지방정부 의 해안방제관리능력에 관한 연구가 일천한 상황에서 본 연구는 시험적 연구라고 판단되며, 따라서 본 연구의 결과는 시험적 연구로서 다음의 후속 연구에 큰 도움이 되었으면 한다.
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5.
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우리나라는 매년 250여건의 크고 작은 해양오염사고가 빈번하게 발생하는 지역으로, 허베이스피리트호와 마리타임메이지 호 등과 같은 대규모 해양오염사고 발생 시 해양오염으로 인한 피해를 저감하기 위해서 해양오염방제요원의 전문성을 강화하는 것은 필수적이라고 할 수 있다. 이러한 관점에서 국제해사기구(IMO)는 최근 유류오염사고 대응 전문성을 강화하기 위한 OPRC 훈련모델 과정을 개정할 계획이다. 이와 같은 관점으로 우리나라 해양경비안전교육원의 해양오염방제레벨 과정과 국제해사기구(IMO) 그리고 IMO 교육훈련 모델에 따라 실제 교육훈련을 실시하는 OSRL의 교육과정을 비교하여 해양오염방제 레벨과정의 개선방안을 제시하였 다. 분야별로 교육커리큘럼, 실습 및 토의방법, 교육교재 및 IMO 모델 훈련과정 개정에 따라 훈련과정 개발하는 교육기관 인증에 관한 사항이 제안되었다.
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6.
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선박급유업은 국제물류흐름의 허브인 항만의 부가가치 창출을 위한 핵심적인 사업 중의 하나이다. 선박급유업의 법 제도 적인 개선을 통하여 급유산업의 안정화를 도모하여 항만이 실질적으로 부가가치를 창출하는 기능을 수행할 수 있도록 해야 한다. 이 논문에서는 항만운송법과 해운법의 개정, 안전관리체계의 일원화, 선박유 품질관리를 위한 지침제정, 선박급유업자의 불법행위에 대한 관리 및 법 개정에 대한 대책을 제시하고 한다. 결론적으로 선박급유업의 경영 안정화 및 중장기 발전을 위하여 정부, 정유사, 급유선 선주 등이 주체별로 역할을 분담하여 할 것이며, 선진화를 위해서 단계적으로 계약체계 및 법 제도의 개선을 추진해야 할 것이다.
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7.
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본 연구는 다양한 유형으로 구성된 부선의 궤적의 특성의 결과를 제시하는 것을 그 목적으로 하였다. 스케그의 유무에 따 른 3가지 조합의 부선 모델을 대상으로 수조실험을 실행하였고, 예인삭의 길이가 궤적에 미치는 영향을 관찰하였다. 본 연구는 다양한 조합의 바지선에서의 각각의 궤적 형태의 길이와 진폭을 비교분석하였으며, 그 결과 부선의 궤적은 스케그 뿐만 아니라 예인삭의 길이 에도 영향을 받고 있음이 드러났다. 스케그는 선수형상 및 예인삭 길이의 차이에 관계없이 부선의 코스 안정성을 크게 향상 시킨다는 것을 명확히 나타내고 있다. 또한, 예인삭의 길이는 부선 시스템의 궤적 특성에 영향을 미치는 핵심적인 역할을 한다는 것이 밝혀졌다. 부선의 회두운동의 길이와 진폭은 부선 연결된 예인삭의 길이가 길수록 증가되였다. 향후 추가 실험 및 결과 분석을 통하여 본 연구의 타당성을 입증할 것으로 기대된다.
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8.
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왕복동식 압축기에서 피스톤과 커넥팅로드는 중요한 부분이다. 이러한 주요부에 기계적 부하가 과도하게 가해지면 해당 기부 속이 손상될 수 있으며, 교체하기도 쉽지 않고 비용도 많이 든다. 따라서 내구성과 수명에 영향을 미치는 요인을 분석할 필요가 있다. 본 연구의 주요 목적은 피스톤과 커넥팅로드의 최대 응력 집중 위치를 확인하는 것이다. 이를 위해 설계된 공기압축기의 작업 공정의 동적 계산을 기반으로 피스톤 및 커넥팅로드의 응력 분석을 수행하였다. 공기압축기의 피스톤과 커넥팅로드의 3 차원 모델을 따로 설계하고, 이러한 부품들의 유한요소 해석은 수치해석적인 근사해법을 사용하였다. 피스톤은 열 경계 조건 없이 크랭크 샤프트의 각도에 따라 압 력 부하를 받는다. 시뮬레이션 결과는 피스톤과 커넥팅로드의 응력 집중 위치와 그 값을 예측하고 추정할 수 있다. 그 결과 크랭크 각도 135°와 225°에서 피스톤은 190MPa, 커넥팅로드는 123MPa 이상의 최대 등가응력이 나타났으며 이는 인장 항복강도 이하의 값이다. 또한, 커넥팅로드와 피스톤에 계산 된 안전 계수는 1보다 높게 나타났다. 더욱이, 이러한 결과는 왕복동 공기압축기 제작사에 피스톤 및 커넥 팅로드를 설계함에 있어서 최적화를 위한 참고 자료로 활용 될 수 있다.
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9.
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선박용 입형 편흡입 원심 해수펌프의 회전체와 파이프 시스템 내부에 발생한 과도한 손상의 원인을 분석하고자 실제 모 델을 역설계 하였다. 이를 위해 전산유체역학(CFD)을 이용하여 해수냉각펌프의 내부유동 분석을 실시하였다. 결과적으로 역설계를 통 한 대상펌프의 형상 및 경계조건을 설정하여 설계 운전점인 125 /h에서의 펌프 효율은 85.3 %, 양정 32.0미터로 계산되었다. 대상 펌 프의 최고 효율점은 150 /h에서 약 86.2 %로 예측되었으나 실제 운전점과는 차이가 있었다. 최저 유량점인 112.5 /h에서는 저 유량 점 특성상 유동이 불안정하여 해석의 수렴이 좋지 않았다. 선박에서 운전 중인 해수펌프 및 파이프 시스템 전반에 걸쳐 진행 중인 공 동현상의 원인 규명을 통해 개선방안을 도출하고자 하였으나, 입·출구 전체 파이프 시스템의 계산, 각 지관들에 대한 유량 및 유속 측정 등을 통해 보다 명확한 원인분석을 위한 후속연구가 필요하다.
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10.
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본 연구에서는 저온소성 코팅을 적용한 SUS 304 판을 사용하여 고가의 티타늄 판 대체에 대한 성능평가를 수행하였다. 전산유 동해석 결과, 저온소성 코팅을 적용한 SUS 304 판은 100 마이크론 두께의 코팅까지는 티타늄 판에 비해 더 뛰어난 열전달 성능을 보이는 것으로 나타났다. 실제 열교환기를 이용하여 열전달 성능에 대한 실험을 한 결과, 코팅을 적용한 SUS 304 판이 티타늄 판에 비해 더 우수 한 열전달 성능을 나타냄을 확인하였다. 또한 개방검사를 통해서 판의 부식 및 스케일 생성 정도를 확인하였을 때, 코팅을 적용한 SUS 304 판의 내부식 성능은 티타늄 판과 거의 동등하게 나타났으며, 해수에 의한 스케일의 생성 억제 효과는 코팅을 적용한 SUS 304 판에서 더욱 우수하게 나타났다.
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11.
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논문에서는 머신비전을 이용하여 컨베이어 시스템에서 이동하는 객체를 계수하는 알고리즘을 제안하였다. 영상처리를 이용한 객체 계수 시스템은 유동인구나 교통량 파악 등의 다양한 산업현장에서 사용되고 있으며, 주로 템플릿 매칭이나 기계학습의 방 법으로 검출하여 추적 후 계수한다. 하지만 빠르게 움직이는 컨베이어 벨트위의 물체를 검출하기 위해서는 연산에 소요되는 시간이 짧 아야 하므로 영역기반의 방법으로 영상처리를 하였다. 본 연구에서는 모양과 크기, 그리고 색깔이 비슷한 전복 치패를 계수하였다. 컨 베이어 시스템은 한 방향으로 동작하는 특성을 이용하여 첫 번째 영역에서 치패를 검출하여 정보를 얻은 것을 기반으로 다음 프레임 에서의 물체의 위치 범위를 계속적으로 변화하여 치패를 검출하고 각각의 획득한 정보를 비교하여 계수하였다. 치패가 간격을 두고 이 동 시에는 정확하게 계수됨을 확인하였으며, 치패가 붙어서 오는 경우에는 크기정보를 이용하여 계수하여 중복되거나 누락됨을 방지 하였다. 본 논문에서 제안한 알고리즘은 컨베이어 시스템 위에서 움직이는 다양한 객체 계수 제어에 적용할 수 있을 것이다.
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12.
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본 연구에서는 기존에 제안되었던 공정 중심 모델링 방법을 개선하여 조선소의 다양한 생산 정보와 제약조건을 효과적으 로 표현할 수 있도록 개선된 공정 중심 시뮬레이션 모델링 방법을 제안하였다. 그리고 이를 이용하여 시뮬레이션 모델을 구축할 수 있도록 다이어그램 구성 요소와 모델링 방법을 상세히 기술하였다. 이 모델링 방법에서는 복수의 제품과 설비가 공정에 투입되었을 때 우선순위를 지정할 수 있으며, 계층 구조를 가진 시뮬레이션 모델을 표현할 수 있도록 레이어 개념이 적용되어 있다. 그리고 조선 소 생산 계획 정보를 바탕으로 절단 공정부터 대조립 블록 조립 공정까지를 본 논문에서 제안하는 방법으로 모델링하다. 이를 통하여 본 논문에서 제안하는 방법이 단일 설비가 여러 용도로 사용되는 경우에 기존의 모델링 방법에 비하여 유리한 것을 확인하였다. 결과 적으로, 개선된 공정 중심 시뮬레이션 모델링 방법은 기존의 공정 중심 시뮬레이션 모델링 방법에서 표현하기 힘들었던 제약 조건과 흐름을 효과적으로 표현할 수 있으며, 계층 구조를 가진 조선소 생산 계획 검증 시뮬레이션 모델을 체계적으로 구축하는데 활용할 수 있다.
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13.
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본 연구의 주목적은 기존선형을 바탕으로 연료 절감이 가능한 표준화된 개조선형을 개발하는 것이다. 설계 흘수와 설계 선속을 고려하여 대상선박의 선수부 형상을 검토하였다. 실제 운항 상태 별로 대상선박에 대하여 저항성능을 평가하였다. 상용 전산유체역학 (CFD) 코드와 수조 모형시험 자료는 유효마력 평가를 위해 사용되었다. 실제 운항 상태를 고려하여 최소저항을 가지는 3가지 개조선형을 제시하였다. 제시된 개조선형은 고객이 선택가능 하다는 점에서 고객 맞춤형 기성품 선형이라고 명하였다. 개조선형 별로 실제 운항 상태 에 따라 유효마력을 추정하였다. 가장 낮은 흘수에서 운항할 경우, 기존선형과 비교하여 볼 때 개조3 선형의 저항성능은 저속영역인 16~18 노트에서 약 11~16%로 향상된 결과를 보여 주었다. 중간 흘수인 8.3m에서 운항할 경우, 개조3 선형의 저항성능은 저속영역에서 기존선형 보다 약 6~11 %로 향상된 결과를 보여 주었다. 가장 높은 흘수인 9.5m에서 운항할 경우, 모든 선형의 저항성능은 저속영역에서 큰 차이를 보이지 않았다.
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