간행물
해양환경안전학회지 KCI 등재 Journal of the Korean Society of Marine Environment and Safety
- 발행기관 해양환경안전학회
- 자료유형 학술지
- 간기 연7회
- ISSN 1229-3431 (Print)2287-3341 (Online)
- 수록기간 1995 ~ 2024
- 주제분류 농수해양 > 해상운송학 농수해양 분류의 다른 간행물
- 십진분류KDC 559DDC 629
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Vol.25 No.7 (2019년 12월) 21건
Research Paper
1.
2019.12
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정확한 도선사 수요와 공급을 예측하기 위해서는 수요산정의 결정요인을 도출할 필요가 있다. 왜냐하면 이는 선박과 항만의 안전을 확보하는 것과 직결되어 있기 때문이다. 적절한 도선사 수의 확보는 도선사의 수입과도 직결되는 문제이기 때문에 도선관계자, 정부 및 도선이용자간의 이해가 상충되기도 한다. 따라서 도선서비스 관련 이해관계자를 모두 만족시킬 수 있는 합리적인 도선사 수요산정 결정요인의 도출 및 그 수요예측을 통해 적절한 수의 도선사를 확보하여 양질의 도선서비스가 제공될 수 있도록 하여야 할 것이다. 이 연 구는 현행 중앙도선운영협의회에서 사용하는 도선사 수요산정 결정요인의 문제점을 밝히고 그 개선점을 도출하기 위하여 현행 도선사 수요산정 결정요인의 산식에 대한 현황조사 및 분석, 이해당사자들에 대한 설문분석 및 해외사례조사 등의 방법론을 통해 합리적인 도선사 수요산정의 결정요소로서 총연평균도선시간, 연평균 도선사 근무시간 및 현행 도선사 수 3가지 요소를 도출하였다.
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2.
2019.12
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선박이 항구를 안전하게 입·출항 하기 위해서는 고려해야할 요소들이 많지만, 특히, 선박의 좌초 위험을 줄이기 위해 항구의 조석을 파악하는 것이 중요하다. 기존의 선행연구는 주로 조화상수를 찾고 분석하는 연구가 대부분이었으나, 타 수로국의 조석표상 조화 상수 분석 및 정확성에 관한 연구는 부족하였다. 본 연구는 인천, 군산, 여수, 부산, 울산 및 속초, 총 6곳의 항구를 대상으로, 실측정보를 기준으로 영국조석표와 한국의 조석표를 비교하였으며, 조석의 차이가 발생하는 원인을 찾기 위하여 조화상수를 사용하여 조고, 조시, 조 석형태수를 계산한 후 영국과 한국의 정보를 비교하였다. 실측정보와 조석표의 차이 분석 결과 대상 항구 모두 실제 조고와 조시가 차이 가 있었으며, 그 원인은 영국과 한국의 조화상수, 조석 기준값, 조석 형태수에서 차이가 있는 것을 발견하였다. 따라서 이 논문에서는 영 국 조석표에 우리나라 표준항을 추가해야 하며, 조석표를 만드는데 필요한 기준이 되는 조화상수가 지속적으로 최신정보로 업데이트 되 어야 하고, 영국 조석표 보다는 각 국가에서 제작하는 조석표가 더 정확하다는 것을 제시하고자 한다.
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3.
2019.12
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최근 관광, 레저 수요의 증대로 해안 시설물(방파제)에서 낚시를 통해 여가를 즐기는 낚시객의 증대와 아울러 매년 해안 시설물인 소파블록(Tetrapod, TTP)에서의 낙상사고가 사회적 문제가 되고 있다. 본 연구에서는 낙상사고가 주로 발생하는 소파블록을 안전망으로 덮어 낚시객의 낙상을 저감하는 안전사고 방지 시설물 개발의 기초 연구로서 적절한 그물코 크기를 제시하고자 한다. 이는 안전망 시설물의 규모 및 경제성을 고려할 때 반드시 선행되어야 할 부분이다. 본 연구에서 적용한 안전망의 그물코 크기 결정 방법은 낚시객들의 성별, 연령별 현황과 한국인의 인체치수조사 결과를 바탕으로 최적의 그물코 크기를 산정하고자 하였다. 그 최종 결과로서 안전망의 그물 코 크기는 최소 낚시객의 넙다리 둘레에서부터 최대 가슴둘레까지를 고려하여 18.6~27.0 cm의 범위로 산정되었다.
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4.
2019.12
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우리나라는 항행교통안전을 위하여 19개 항만과 3개 출입항로에 속력제한구역을 설정하고 제한속력을 지정하고 있으나 항만별 로 제한속력이 다르고 실질적 관리수단의 부재로 제한속력 위반 행위가 빈번히 발생하고 있으며 이로 인하여 인적과실에 의한 선박 충돌 사고가 지속 발생하고 있다. 본 연구는 첫째, 무역항 및 진입수로에서 발생한 해양사고를 분석하였다. 분석결과로 최근 5년간 1,344건(연 평균 269건)이 발생하였고 어선에 의한 사고(563건)가 상선(508건)에 비해 많았으며 특히, 군산항의 어선 선장 50명을 표본으로 설문조사한 결과 45명(90 %)이 제한속력을 알지 못하고 있었다. 둘째, 속력제한 위반 선박에 있는 운항자에게 위험을 알리기 위하여 GPS 플로터 및 전 자해도시스템(ECDIS)에 음성경고 기능과 메시지 경고기능도입을 검토·제안하였다. 셋째, 관련기관과 항법장치 제작업체를 대상으로 전문 가의견을 조사한 결과 제안된 경고기능이 기술적으로 가능한 것으로 확인되었다. 본 연구결과는 선박해양플랜트연구소에서 추진 중인 e-NAVIGATION 사업에 반영 가능하며 선박운항자에 대한 인적과실 감소와 한국형 e-NAVIGATION 구축에 도움이 될 것으로 기대된다.
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5.
2019.12
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본 연구는 운항선의 운항 빅데이터를 활용하여 머신러닝 기법의 선박 마력 예측에 관한 것이다. 현재 신조선에는 ISO15016법을 이용하여 외부환경 요인에 대하여 수식을 통해 저항을 예측하나 관련 계산식이 복잡하고 요구하는 입력변수들이 많아 운항하는 실선 적 용에 많은 시간과 비용이 필요하다. 본 연구에서는 최근 예측, 인식 등에서 우수한 성능을 보이는 SVM(Support Vector Machine) 알고리즘을 이용하여 우수한 성능의 선박 출력 예측이 가능한 모델을 제안한다. 제안 예측 모델은 실선 운항 빅데이터만 확보된다면 ISO15016법 대비 우수한 성능의 예측이 가능한 장점이 있다. 본 연구에서는 178K 벌크캐리어의 운항 DATA를 활용하여 ISO15016 기법과 본 연구에서 제안 하는 SVM 알고리즘 기반의 마력해석법을 비교하여 ISO15016의 단점인 선박 모델 데이터 준비 부분을 줄이고 부정확한 마력 예측 성능을 개선하였다.
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6.
2019.12
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해운산업구조의 변화에 따라 다양한 국적의 선원을 자국민 선원과 함께 승선시키는 혼승선박이 증가하고 있다. 선상 업무의 특성과 함께 혼승에 따른 문화가 형성되고 이는 선내 생활환경의 변화를 초래하여 의사소통의 문제, 교육훈련의 부족 등 다양한 문제점을 야기하고 있다. 본 연구에서는 혼승에 따른 문제점을 파악하고 해결하기 위해 외항선 외국인선원 입국 후 교육의 체계화를 위한 방안을 제시하였다. 다양한 규모의 선사에서 외국인선원의 인사 관련 업무를 담당하고 있는 인원을 대상으로 설문을 실시하고 IBM SPSS Statistic 26 프로그램을 사용하여 설문 결과를 분석하였다. 설문 조사 결과에 따라 외국인선원 교육형태, 교육방법, 문제점 등을 파악하고 이를 기반으로 관련 교육의 체계화를 통해 문제점을 해결할 3가지 개선방안을 제시하였다.
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7.
2019.12
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2019년 8월을 기준으로 우리나라에서 소형선박의 범주에 포함될 수 있는 30톤 미만의 선박은 3,782척으로 전체 등록선박 8,890 척 대비 42.5 %를 차지한다. 문제는 소형선박의 종사자들이 주로 외래어에서 기형적으로 파생된 비표준어를 많이 사용함으로써 선내 의사 소통의 단절, 해기사 면허시험이나 해기 관련 교육수강 시 의사소통의 어려움을 겪는 등 많은 문제에 직면하고 있으며, 이는 소형선박 종사자들의 직무능력 저하로 이어지고 있다는 점이다. 이에 본 연구에서는 소형선박 종사자들의 사용용어를 면밀히 분석하고, 이를 바탕으로 표준화 방안을 제안하였다. 사용용어 분석을 위하여 해기사 면허시험의 기출용어, 소형선박 교육교재의 다빈도 용어를 식별하였고, 이에 해당하는 비표준어를 조사하였다. 조사된 내용을 토대로 전문가 회의를 개최하여, 주요 용어에 대한 잘못된 일본식표기, 영어표기, 표 준어를 제시하여 어느 표기에 가장 친숙한지에 관해 설문을 시행하여 분석하였다. 설문 분석결과 항해 용어의 경우 비교적 표준어 사용의 비율이 높으나, 기관 용어의 경우 잘못된 일본식 표기를 더 많이 사용하고 있으며, 연령별, 톤수별 분석결과도 일본식 표기를 전반적으 로 많이 사용하며, 영어식 표기의 사용빈도는 낮은 것으로 분석되었다. 이를 토대로 소형선박 종사자의 표준어 사용을 위한 단기 및 장기 방안을 제안하였고, 이에는 소형선박 종사자들이 사용하는 용어에 대한 표준어사전의 제작, 표준어 사용에 대한 중요성 홍보, 교육기관을 통한 적극적인 교육, 외국인 선원들을 대상으로 하는 한국어교육에 대한 체계적인 준비 및 이행 등이 포함된다.
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8.
2019.12
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우리나라는 2000년 고령화 사회에 진입한 이후 2019년 현재 고령사회로 분류되고 있다. 이에 따라 고령선원의 수는 해를 거듭할 수록 증가하는 추세이고, 고령선원의 해양사고 건수도 해마다 증가하고 있다. 도로 교통분야에서도 운전자의 고령화가 해운분야와 동일하게 나타나고 있다. 하지만, 도로 교통분야에서는 이러한 문제를 해결하려는 연구와 정책 등이 해운분야에 비해 활발하게 진행되었다. 이에 본 연구에서는 도로 교통분야에서 고령운전자에 의한 교통사고 발생원인을 줄이기 위한 노력 중 교육분야에 한정하여 살펴보고 이를 해 기교육에 벤치마킹하였다. 국내·외 도로 교통분야에서는 인적요인 등의 발생원인을 줄이기 위한 방안의 하나로 고령운전자 교통안전교육을 시행하고 있다. 고령화에 따른 교육분야 문제 현황을 분석하고 도로 교통분야의 해결방안과 접목하였으며, 그에 따른 해기교육 개선방 안은 다음과 같다. 첫째, 전문적인 면허취득교육을 시행하는 방안이다. 둘째, 고령선원의 면허갱신 시 직무 보수교육을 시행하는 방안이다. 마지막으로 고령선원 연령전환 교육을 시행하는 방안이다. 다만, 본 연구는 선원고령화에 따른 해기교육분야의 개선방안에 한정된 연구인 만큼 향후 다양한 분야에서의 연구가 필요할 것으로 판단된다.
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9.
2019.12
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국립수산과학원은 과거 해양관측자료 복원사업을 통해 1961년 이전의 정선해양관측 및 연안정지관측 자료를 복원하여 디지털화 하였다. 먼저 한국근해 해양관측(정선해양관측) 자료 중 과거부터 현재까지 정점이 일치하는 21개 정점에 대한 지난 80년-92년간 표층 수온의 연변동을 분석한 결과 다소 차이는 있으나 상승 경향을 나타내었으며, 서해와 남해는 기존 연구와 동일하게 연안역보다 근해역에 위치한 정점에서 수온상승 경향이 높게 나타났다. 그러나 동해는 기존 연구와 달리 연안역보다 근해역에 위치한 정점에서 낮은 수온상승 경향을 나타내었다. 다음으로 복원된 연안정지관측 자료 중 각 동·서·남해를 대표할 수 있는 3개 정점에 대한 지난 89년-98년간 표층수온의 연변동을 살펴보면 동해(주문진, 1.63℃), 남해(거문도, 1.16℃). 서해(부도, 0.79℃)로 동해의 상승경향이 가장 뚜렷하였으며, 뚜렷한 주기 성은 파악하기 어려우나 대체로 3~6년을 주기로 상승과 하강을 반복함을 알 수 있었다. 특히 1980년대 이후 대부분 정점에서 양의 편차를 나타내었다. 마지막으로 해양-대기 상호작용을 이해하기 위해 연안정지관측정점의 표층수온변화에 따른 기온의 상관성을 분석한 결과 상관계수 값이 남해(거문도)는 0.76, 서해(부도)는 0.34, 동해(주문진)는 0.32로 남해가 가장 높게 나타났다.
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10.
2019.12
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유색 용존 유기물의 빛 흡수와 해빙의 가속화는 수생생태계와 열수지 역동성 간의 양적 피드백에 영향을 줄 수 있으므로 극지 해양에서 유색 용존 유기물의 장기 모니터링이 필요하게 되었다. 그러나 극지 환경에서의 관측은 용이하지 않은 접근성과 거친 기상으로 장기 모니터링이 쉽지 않다. 따라서 유색 용존 유기물의 장기 모니터링 장소로서 남극 세종 기지의 가능성을 확인하기 위해, 마리안 소만과 맥스웰 만에서 유색 용존 유기물의 분포와 외부로부터의 영향을 파악하기 위한 관측을 수행하였다. 맥스웰 만 내의 세종 부두와 세종 곶의 72시간 유색 용존 유기물의 변동성을 관측하고, 외부 영향이 없었던 세종 부두에서 2010년 2월에서 11월까지 10 개월간 유색 용존 유기물의 연간 변화와 계절변동을 관측하였다. 세종 부두의 유색 용존 유기물 농도는 가을과 겨울 동안 가장 높고 봄과 여름에 감소하는 뚜렷한 계절 변동성을 보였고, 남극 인근 해역에서 측정된 유색 용존 유기물 농도 자료와 비교하였다. 따라서 우리는 남극해의 열수지에 대한 중요한 요인이자 광화학적 및 생물학적 환경변화에 관한 지시자인 유색 용존 유기물을 장기 모니터링을 위해 적합한 장소로 맥스웰 만의 세종 부두를 제안한다.
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11.
2019.12
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소성 굴 패각의 PO4-P 및 NH3-N의 제거성능을 평가하기 위해 100℃(POS100), 600℃(POS600), 800℃(POS800)로 소성시킨 굴 패각을 시료충전층에 채워 인공오수를 통과시키는 실내실험을 통해 PO4-P 및 NH3-N의 제거 성능을 확인하였다. 시료충전층을 통과한 유출수는 굴 패각에서 용출된 CaO의 영향으로 pH가 상승한 것으로 조사되었다. PO4-P 제거량은 최대 약 23.1 mg/kg(POS100), 16.1 mg/kg(POS600), 15.9 mg/kg(POS800)으로, POS100의 PO4-P 제거량이 높게 나타난 것으로 확인되었다. PO4-P 제거 요인으로는 굴 패각의 Ca 및 Dolomite가 PO4-P를 흡착·침전시킨 것으로 판단된다. NH3-N 제거량은 최대 약 3.56 mg/kg(POS100), 5.72 mg/kg(POS600), 3.97 mg/kg(POS800)으로 나타났다. NH3-N의 제거율이 낮은 요인으로는 불안정한 질산화 과정, pH의 상승으로 인해 NH3-N가 NH4 +로 변환된 영향 등의 복합적인 원인으로 판단된다. 이상의 결과를 통해 소성 굴 패각은 화학 반응을 통해 PO4-P 및 NH3-N 농도를 감소시킨 것으로 판단되며, 본 연구의 결과는 향후 소성 굴 패각을 활용한 하수처리 기술개발을 위한 기초자료로 활용 될 수 있을 것으로 판단된다.
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12.
2019.12
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알칼리성 산업부산물의 혼합에 따른 연안 오염퇴적물의 성상 변화를 평가하기 위해 해수 교환을 고려한 mesocosm 실험을 수행 하였다. 실험시작 1개월 후 실험구의 인산인 농도는 대조구 대비 간극수와 직상수에서 각각 19.0, 0.4 mg/L 낮게 검출되었다. 이는 GCA에서 용출된 칼슘이온과 인산인의 흡착반응을 통한 간극수 내의 인 고정 및 직상수로의 용출 억제에 따른 결과로 판단된다. 실험구의 간극수 내 황화수소 농도는 5.0 mg/L로 112.5 mg/L인 대조구에 비해 매우 낮게 나타났으며, 실험구 직상수의 DO 농도는 대조구에 비해 3.47 mg/L 높게 나타났다. 이상의 결과로부터 알칼리성 산업부산물인 GCA는 연안 오염퇴적물의 개선에 효과적인 재료임을 확인하였다.
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13.
2019.12
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본 연구에서는 해양수산부 연안침식 실태조사에서 운영 중인 해운대 해수욕장 비디오 모니터링 시스템을 이용하여 연안정비 사업 실시 이후의 백사장 면적변화를 분석하였다. 해운대 해수욕장은 연안정비사업을 통한 대규모 양빈이후 계절변동 특성과 함께 해빈 안정화 과정을 거치면서 잘 유지되었으나, 최근 2년간 복수의 태풍 내습에 의하여 해운대 해수욕장의 계절변동특성 및 해빈안정화 양상은 균형을 상실하였으며, 급격한 침식이 발생하였다. 특히, 2018년 태풍 솔릭, 콩레이에 의해 침식된 백사장은 계절변동에 의한 겨울철 해빈면적을 회복하지 못하였으며, 2019년에 내습한 다수의 태풍들로 인하여 해빈면적이 전년 대비 9.5 %(12,607 m2) 감소하였다. 해운대 해빈 전면에서 관측된 파랑자료와 해빈면적자료를 분석한 결과, 계절에 따른 입사파향에 따라 백사장의 서측, 중앙부, 동측의 침퇴적 경 향이 뚜렷이 나타났다. 향후에는 계절변동특성의 둔화와 지속적인 침식경향이 나타나는 원인을 파악하기 위해 잠제 시설물의 마루높이, 기능유지 여부 및 잠제 외부로의 모래유출추적 등 보다 정밀한 모니터링이 필요하다.
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14.
2019.12
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연안 해역에서 소형 선박의 프로펠러 고장으로 인한 사고가 지속적으로 발생하고 있다. 특히, 해상부유물(폐그물 및 로프 등)에 의하여 선박 프로펠러가 감기는 사고가 빈번히 일어나고 있다. 선박 프로펠러 감김 사고는 동력 상실로 인한 선박의 운항 지연 및 표류로 인한 1차 사고와 프로펠러에 감긴 로프을 제거하기 위한 잠수 작업등으로 인한 2차 사고의 우려가 있다. 이러한 빈번한 프로펠러 감김 사 고에도 불구하고 문제를 해결할만한 적절한 도구가 없어 선박을 육상으로 인양하여 수리하거나, 잠수부가 직접 선박 아래로 잠수하여 문제를 해결하고 있는 실정이다. 이에 따라, 최근 선박 프로펠러 감김 사고를 예방하기 위해 프로펠러 샤프트에 로프절단장치를 일부 소형 선박에 장착하고 있으나 비교적 높은 설치비용 및 시간이으로 인하여 원활하게 적용되어지지 않는 것으로 판단된다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 기계톱 원리를 이용한 간단한 구조를 가진 수중절단기 기구 설계 및 제어기 개발을 수행하였다. 수중절단 기의 톱날은 직선왕복동작을 위해 유성기어와 크랭크핀을 사용함으로써 긴 행정을 가질 수 있도록 하였다. 또한 수중절단기는 소형 선박에 비치되어있는 배터리를 이용하여 작동시킬 수 있도록 하였다. 또한, 비전문가인 사용자가 보다 편리하고 안전하게 사용할 수 있도록 역전류 방지 및 속도제어회로를 적용하여 편리성 및 안정성을 확보하였다.
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15.
2019.12
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보이지 않는 힘으로도 불리는 잠수함은 수중에서 활동하는 은밀성을 장점으로 대함전, 대잠전 및 핵심표적 타격 등의 임무를 수행하는 전략 수중 무기 체계로 심해에서 높은 수압을 견디며 작전을 수행할 수 있어야 한다. 이러한 관점에서 잠수함 압력 선체는 잠항 깊이에 상응하는 외부 수압에 저항하는 가장 중요한 체계로서 누수, 화재, 충격 및 폭발과 같은 위험으로부터 안전성을 확보함으로써 생 존성을 높임과 동시에, 작전 수행 능력을 유지할 수 있게 해주는 강도를 확보하고 있어야 한다. 이를 위해서는 잠수함 압력 선체의 구조 형상 설계가 초기에 수행되는 것이 합리적이다. 특히, 함미 원추부 구조물과 압력선체 평형부 및 함미 비압력선체를 연결하는 함미 트랜 지션 링의 경우, 설계된 잠수함에 따라 다양한 형상을 띄고 있다. 본 구조물 설계를 위해서는 응력 흐름과 연결성을 고려한 설계뿐만 아 니라 복잡한 형상이 기인한 구조물 제작 투입 시수 증가로 인한 원가 상승 또한 검토해야 한다. 따라서, 본 연구에서는 4가지 서로 다른 형상을 갖는 함미 트랜지션 링에 대해서 비선형 유한요소해석을 통한 구조 강도 검토와 더불어 함미 트랜지션 링 형상 복잡도에 따른 작 업 일수 및 자재비 검토를 통해 경제성 측면에서의 적정성 검토를 수행하였으며, 검토된 4가지 형상 중 가장 합리적인 잠수함 함미 트랜 지션 링 형상을 제안하였다.
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16.
2019.12
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지구온난화 및 대기오염 등 환경문제에 대한 관심이 대두되면서 국제해사기구의 선박 대기오염물질 배출 규제 및 협약이 채택 되었으며, 최근 국내에서는 항만지역 등 대기질의 개선에 관한 특별법안이 제정되어 미세먼지 발생량을 줄이고자 다방면으로 노력하고 있다. 이러한 미세먼지 저감대책의 일환으로 노후화된 연안선박의 디젤엔진을 미세먼지 및 배출가스가 없는 배터리 전기추진시스템으로 전환하는 것에 대한 타당성 조사가 활발히 진행되고 있다. 배터리 전기추진시스템은 연료의 연소로 인한 배기가스의 발생이 없으며, 신재 생에너지원의 적용이 용이하므로 유럽이나 미국과 같은 선진국에서는 수년전부터 신재생에너지를 적용한 배터리 전기추진시스템이 적용 된 소형연안여객선이 운항 중이나 국내에서는 전무하다. 따라서 본 연구에서는 국내 소형연안여객선을 대상선박으로 선정하여 태양광 발 전시스템이 연계된 배터리 전기추진선박의 적용 여부에 대해 시뮬레이션을 하였으며, 그에 따른 결과를 바탕으로 배터리 전기추진선박의 적용가능성을 확인하고자 한다.
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17.
2019.12
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밀러 사이클은 흡입밸브 닫힘 시기 조정을 통해 압축비를 줄임으로써 NOx의 저감과 연료소비율 개선이 동시에 가능하다는 점 (밀러 효과)에서 디젤엔진에 매우 활발하게 채택되어지고 있다. 밀러 사이클은 흡입 밸브를 BDC 이전에 닫는 Early 밀러 방식과 BDC 이 후에 닫는 Late 밀러 방식으로 나눌 수 있다. 저속에서는 체적효율의 증가를 꾀할 수 있는 Late Miller가 유리한 반면, 중속, 고속에서는 IVC 이후 BDC 까지의 피스톤 하강 과정의 흡기의 팽창에 따른 내부 온도 감소 효과 높은 Early 밀러가 유리하다. 따라서 Early 밀러와 Late 밀러의 효과를 고려하여 운전 조건에 적합한 밀러 구현 방법을 채택할 필요가 있다. 본 연구에서는 4행정 엔진을 대상으로 2단 과급 시스 템의 적용하고 흡·배기 밸브 오버랩(valve overlap)의 감소를 통해 밀러 효과를 강화하는 과정과 밸브 조정 기구를 통한 밸브 조건의 변화 가 밀러 효과에 미치는 영향을 고찰하였다. 결과적으로 2단과급과 밀러사이클, 밸브 오버랩 감소와 흡입밸브 리프트 증가를 통해 연료소 비율과 최고연소온도 감소의 효과를 확인하였다.
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18.
2019.12
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본 연구에서는 큰 침하량과 동적트림을 가지는 선박에 대하여 전산유체역학(CFD)을 기반으로 하여 효율적인 저항성능 추정 방 법을 제시하였다. 본 방법에서 효율적이라 함은 점성 유동해석 이전에 비 점성 유동해석의 침하량과 동적트림 결과를 이용하여 선박의 큰 자세를 설정하고 DFBI(Dynamic Fluid Body Interaction) 방법에 의한 점성 유동해석을 수행한 것이다. 본 방법을 방법I로 명하였다. 방법I 는 해석 전에 큰 자세를 설정함으로 인해 중첩격자(Overset Mesh) 기법을 사용하지 않는 단순한 격자시스템(Fig. 3 참고)을 사용하면 된다. 이로 인해 방법I는 계산시간 단축 및 계산의 정도를 높일 수 있는 장점이 있다. 점성 유동해석은 상용 CFD 코드인 STAR-CCM+를 사용하 였다. 방법I의 첫 번째 점성 유동해석 결과는 최종 수렴된 결과와 비교하였을 때 저항 값에서 최대 1 % 내에서 차이를 보임을 확인 하였다. 중첩격자가 아닌 단순 격자시스템에 의한 STAR-CCM+에서 제공하는 DFBI 기법을 활용하여 계산단계 별로 변화된 자세에 대하여 매번 격자를 변경하여 수렴된 결과를 도출하였다. 본 방법을 방법II로 명하였다. 방법II의 저항 값과 비교하였을 때 방법I은 선속에 따라 0.03 % ~ 0.6 %의 차이를 보였다. 방법I의 결과는 수조모형시험과의 비교를 통해서 정성적 그리고 정량적으로 타당함을 확인하였다.
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19.
2019.12
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본 논문에서는 선박용 디젤엔진의 미세먼지저감 장치에 장착된 다공판 및 믹서의 형상과 배치에 따른 압력강하와 유동균일도 특성에 대한 연구를 진행하였다. 미세먼지저감 장치에 장착된 다공판 및 믹서는 미세먼지저감 장치 내의 배출가스 및 산화/환원제의 유동 균일도를 높여 배출가스 저감 성능을 높이는 긍정적인 효과와 함께 시스템의 배압을 상승시키는 부정적인 효과도 동시에 지니고 있다. 본 연구에서는 5개의 다공판, 1개의 믹서를 Case 별로 조합하여 6개의 사양에 대해서 유동해석을 통해 각각 유동균일도 및 압력 강하를 계산하였으며, 최적의 다공판 및 믹서의 형상과 배치를 선정하였다.
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2019.12
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미세먼지발생 문제는 커다란 사회적 문제로 대두되고 있다. 선박에서는 주 추진 동력원으로 디젤엔진을 주로 사용하고 있다. 본 연구에서는 디젤엔진에서 발생하는 미세먼지로 알려진 입자상 물질을 줄이기 위해서 디젤엔진의 후처리시스템으로 사용 중인 DPF(디 젤미립자 필터, Diesel particulate filter)를 소개하고자 한다. DPF의 소재로는 Cordierite와 SiC (Silicon carbide)의 두 가지가 사용되고 있다. 본 논문에서는 SiC DPF에 사용되는 접합제의 물성 향상을 위해서 기존 접합제로 사용된 SiC 계열의 물질 대신 코디얼라이트를 사용하여 열 팽창계수 변화를 통한 고온 변형에 대한 열 내구성을 평가하였으며, 접합제와 Segment 사이의 결합을 결정짓는 바탕제에 주성분인 실리카 졸의 pH 변화에 따른 물성 변화를 확인하였다. 이를 기반으로 실리카 졸의 반응성을 높이기 위해 Siline계 커플링제를 첨가하거나 SiC를 일부 첨가함으로써 접합제의 물성 변화의 영향에 대해서 실험을 통하여 확인하였다.
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