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
권호리스트/논문검색
Vol.30 No.6 통권 제135호 (2024년 10월) 21건
1.
2024.10
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갯벌은 조석 에너지에 따른 침수와 노출이 반복되는 주기성을 가지며, 이로 인한 퇴적물의 물리적 영향과 온도 변동의 특성 을 이해하는 것은 중요하다. 태풍은 극단적인 기상 현상으로 연안 및 하구 지역에 미치는 물리적 영향이 공간적, 시간적 차이에 따라 다 르다. 태풍의 혹독한 기상 조건으로 인해 적시에 샘플링이 어려운 경우가 많아 갯벌에 온도와 압력 센서를 설치해 측정하였다. 태풍 통 과에 따른 온도 센서 데이터와 기상 요인 분석 결과, 하계의 카눈 영향에 의한 퇴적물 온도 하강 폭이 힌남노에 의한 하강 폭보다 더 컸 다. 또한, 갯벌 상부와 하부의 온도 변동은 조수에 의한 노출시간 차이에 따라 달라졌다. 이는 조위에 따른 침수의 완충 효과로 인해 하 부조간대에 미치는 영향이 상대적으로 낮다는 것을 의미한다. 전반적으로 퇴적물 온도는 태풍 유입 시기에 따라 일시적으로 영향을 받 았지만, 조위에 의한 노출 차이가 더 크게 작용한 것으로 보인다.
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2.
2024.10
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폭풍해일 및 너울과 같은 고파랑으로 인해 발생되는 월파는 심각한 연안 침수 위험을 초래하며, 연안 시설과 주민의 안전을 위해 정확한 예측이 필요하다. 본 연구는 수치적, 경험적, 신경망, 그레디언트 부스팅(gradient boosting) 및 컴퓨터 비전 기반 모델들을 사용 하여 해안선 인근의 파고와 월파량을 포함한 월파 특성을 조사하였다. 동해안을 대상으로 한국 기상청(KMA), 일본 기상청(JMA), 미국 국 립환경예측센터(NCEP), 유럽 중기기상예보센터(ECMWF)의 기상데이터를 사용하여 ADCIRC 모델과 SWAN 모델을 결합하여 파고를 계산 하였다. 월파 감지용 CCTV가 설치된 동해안의 삼척항을 대상지역으로 선정하였다. CCTV에서 촬영된 영상들을 YOLO를 사용하여 분석하 였으며, 화면 내의 처오름 현상을 감지하였다. 수치모형의 성능은 예측된 파도 특성과 관측값을 비교하여 정성적, 정량적 측정을 통해 평 가하였다. 수치모형의 성능은 파고 예측에서 우수한 것으로 분석되었으며, 태풍과 비태풍 조건에서 파고는 각각 0.60m와 0.44m의 최소 RMSE이고 주기는 각각 1.68m와 1.84m의 RMSE로 분석되었다. 본 연구결과에 의하면 실시간 모니터링은 월파 특성에 대한 신뢰할 수 있는 예측 가능성을 가진다. 실시간 모니터링은 해안지역 보호를 위한 신속한 위험 평가 및 실시간 경보 제공에 활용될 수 있다.
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3.
2024.10
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기후 변화에 의해 해수면 온도 상승, 태풍의 최고 강도 북상, 태풍 강도 증가가 나타나고 있으며, 미래의 태풍 강도 변화가 더 심화될 것으로 예상하고 있다. 본 논문에서는 기후 변화 시나리오에 의해서 발생할 수 있는 한반도 부근의 태풍 강도를 예측하기 위하여 딥러닝 기반 태풍 강도 예측 모델을 개발하였다. 기후 예측정보를 이용하여 미래 기후 변화 환경장 변화에 따른 태풍의 강도를 예측할 수 있도록 과거 환경장을 학습 자료로 사용하였다. 학습자료는 1980년에서 2022년까지의 태풍 발생 빈도가 높은 6~10월의 기상 및 해양 재분 석 월평균 자료와 Best Track 태풍 241개를 입력자료로 사용하였다. 환경장 변화에 따른 태풍 강도 예측을 위해 자료의 공간적인 특징과 시간적인 특징을 함께 고려하는 딥러닝 모델인 ConvLSTM 기반으로 모델을 개발하였다. 태풍 트랙 시퀀스의 각 이동 경로에 대한 월평균 환경장 자료를 모델에 학습하여 태풍의 중심 기압을 예측하였다. 태풍의 공간적 특성을 반영할 수 있도록 범위를 설정하여 입력자료로 학습하였으며, 5°⨉ 5°의 범위일 때 가장 좋은 결과를 보였다. 몬테카를로 방법을 이용한 민감도 실험을 통해 모델 예측에 가장 큰 영향을 미치는 변수는 SST로 확인되었다.
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4.
2024.10
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기후변화로 인해 대기 중 온실가스가 빠르게 증가하면서 전 세계적으로 극한 기상 현상이 급증하고 있다. 해양 기후기술은 기 후변화 관찰, 온실가스 감축, 흡수 및 저장, 해양 분야에서의 기후 관련 피해 방지를 목표로 함으로써 환경 문제를 극복하고 기후변화를 해결하는 유망한 대안으로 여겨진다. 본 연구는 해양 기후기술에 대한 분류체계를 수립하고 연구 동향을 파악하며, 한국, 미국, 중국, 일 본, 유럽연합(EU) 등 주요국의 기술 수준을 분석하여 기술 개발 전략을 위한 정보를 제공하는 것을 목표로 하였다. 본 연구에서는 해양 기후기술의 온실가스 감축 및 흡수 분야를 중심으로 주요국의 관련 연구 논문 데이터를 수집하여 2013~2022년의 연구 활동과 영향력을 분석 및 비교하였다. 또한, 본 연구는 델파이 기법을 활용하여 주요국의 현재 기술 현황에 대한 정량적 및 정성적 분석 결과를 제시하였 다. 2단계에 걸쳐 수행된 설문 결과는 기술 수준, 기술격차, 기술 발전단계 등의 중요한 측면을 포함하였다. 결과에 따른 우리나라의 기술 격차 주요 요인은 기초 연구 지원 및 연구 개발 자금 부족, 정부 정책 미비 등인 것으로 조사되었다. 우리나라의 해양 기후기술 발전을 위해서는 기초 연구 지원 확대, 연구개발 자금 증대, 그리고 체계적인 정부 정책 마련이 필요할 것으로 시사된다.
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5.
2024.10
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해양경찰청 경비함정의 선박용 디젤기관은 MTU와 Pielstick사의 고출력 엔진으로 윤활유의 성능이 매우 중요하다. 경비함정 엔 진의 부하변동이 많고 운행시간 등이 증가되면서 열에 의한 산화 및 연료유, 수분 등 혼입으로 동점도 등 윤활유 성질이 변할 수 있다. 본 연구에서는 윤활유의 열화요인 및 영향을 파악하기 위해 경비함정 윤활유를 사용 시간별(100, 200, 300, 400 hr)로 채취하였다. 채취된 윤활유로 열화요인 분석 위해 연료 혼입량 등을 측정하였다. 또한 열화 영향 분석을 위해 동점도 등을 측정하였다. 특히 윤활유의 산화 여부를 분석하기 위해 산화 안정도 등을 확인하였다. 열화의 외부요인인 연료 혼입량의 경우 사용 시간이 늘어나면서 5.1%에서 14.0%로 증가하였으며, 이에 따라 동점도는 낮아지는 결과를 보였다. 윤활유의 사용 시간이 늘어나면서 열 및 수분 혼입에 의한 산화는 확인할 수 없었다.
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6.
2024.10
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최근 정부는 중소기업 부담을 완화할 수 있도록 불편한 인증 폐지, 통합, 개선 등을 포함한 인증규제 개선방안을 마련하여 추 진하였다. 정부 방침에 맞춰 해양오염방제 자재․약제 검정 제도도 규제 완화를 위한 제도개선을 진행 중이다. 주요 내용은 제품 판매전 시행하는 검정을 폐지하고 형식승인을 받은 제품에 대하여 정기검사, 수거검사 등의 사후관리시스템을 도입하는 것이다. 본 연구는 해양 오염방제 자재․약제 검정제도의 역할을 대체하고 제품 품질을 지속적으로 유지할 수 있는 합리적 방안을 제시하는 것을 목표로 하고 있 다. 현재 제도의 문제점 고찰, 국내․외 주요 제품 인증제도를 조사 등을 통해 방제자재 및 약제에 적합한 사후관리제도의 방향을 연구하 였다.
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7.
2024.10
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본 연구는 비식생갯벌에서 염습지 복원을 시행하는 우리나라와 유사한 초기 환경을 공유하고 있는 중국의 염습지 복원 기술을 분석하여 국내 적용 가능한 시사점을 도출하였다. 이를 위해 특허검색정보서비스에서 추출한 염습지 복원 관련 특허와 복원기술을 연구 한 논문을 검토하였다. 특허 기술 분석 결과, 염습지 복원에 효과적인 기술로 (1) 능선-고랑-능선 형태의 갯벌 표면 설계, (2) 영양성분과 점도가 높은 액체를 이용한 유동 종자 살포, (3) 갯벌 경작 후 염생식물의 식재, (4) 준설토를 이용한 갯벌 육역 높이기와 침식 방지 시설 설치, (5) 묘목 구조 개선을 통한 활착률 향상 기술인 것으로 나타났다. 논문 분석 결과, 효과적인 복원을 위해서 (1) 종자 발아 시기와 사 리시기의 동기화, (2) 내륙 기인 퇴적물과 담수 유입이 높은 하구에서의 복원 시행, (3) 염생식물에 적합한 토질 복토가 중요한 사항인 것 으로 드러났다. 이러한 분석 결과는 국내 염습지 복원계획 수립 및 관련 기술 개발의 기초자료가 되며, 우리나라 실정에 맞는 효과적인 염습지 복원 방안을 도출하는 데 유용한 참고 자료로 활용될 것으로 기대된다.
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8.
2024.10
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수소 선박은 미래의 친환경 선박의 하나로 가장 주목받고 있다. 이러한 친환경 선박의 에너지원인 수소를 사용하기 위해서 는 안전성 확보가 가장 중요하다. 본 연구에서는 수소 관련 국내외 규정, 수소 연료 전지에 관한 안전기준, 수소 저장 시설에 관한 안 전기준, 수소 충전 시설에 관한 안전기준을 검토하였고, 수소 선박 안전기준 개발 시에 고려해야 할 누출 및 화염 경보 시스템, 환기 시스템, 폭발 피해 방지 시스템에 관한 기준을 제시하였다. 우리나라는 수소 선박과 수소충전소에 관한 안전기준이 없는 실정이지만, 수소 선박의 안전 운항에 관한 국제 경쟁력을 갖추기 위해서는 수소 선박 관련 실무 규정에서 법령에 이르기까지 넓은 범위에 걸쳐 안전기준이 개발되어야 한다. 그리고 향후 IMO의 규제나 국제 기준의 동향을 상세히 분석하고 이에 적극적으로 대응해 나가야 할 것 이다.
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9.
2024.10
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광양항 묘도수도는 실제 항로 폭이 150m로 좁고, 항로 주변에 장애물이 많아 사고 위험이 높다. 또한 항만 경쟁력을 높이기 위해 묘도수도 확장 및 준설의 필요성이 대두되었다. 이러한 이유로 해당 관리청에서는 2024년부터 2030년까지 묘도수도 확장 및 직선화 사업을 추진 중이다. 항로 확장 및 직선화 이후, 묘도수도에 대한 통항 규칙 개정은 불가피한 실정이다. 본 연구는 ES 모델(Environmental Stress Model)을 이용하여 묘도수도 확장 및 직선화 사업 전/후의 위험도를 비교․분석하여 적정 제한속력을 제시하고자 하였다. 이를 위해 6가지 시나리오를 마련하여 해상교통류 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 수행 결과, 기존 최고속력 8노트를 10노트로 높이고, 단독 통항을 양방향 통항으로 완화하여도 무리가 없음을 확인하였다. 이 연구는 묘도수도 확장 및 직선화 이후 통항 규칙 마련을 위한 기초 자 료로서 활용 가치가 있다. 선박 교통량에 따른 제한속력과 항주파로 인한 주변 선박에 대한 영향은 고려하지 않았음을 한계로 밝힌다.
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10.
2024.10
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국제적으로 선박의 온실가스 배출 감소 요구가 증가함에 따라 어선에서의 탄소배출량 저감 역시 중요한 과제가 되었다. 특 히 2023년 기준 국내의 어선 64,233척 중 60,272척이 총톤수 10톤 미만의 소형어선인 점을 고려할 때, 전기추진설비의 안전한 소형어선 적용을 위한 법제 정비가 필요하다. 본 연구는 노르웨이 해사청의 소형 선박 배터리 시스템 안전 규정을 검토하고 국내의 기준인 「전 기추진 선박기준」과 어떠한 차이점이 있는지를 비교·분석하였으며, 이러한 연구를 통해 열폭주 확산 시험의 강화와 절연 성능이 인증 된 냉각수의 사용, 배터리실 내의 배관과 소화전, 환기설비에 대한 각종 요건과 소화설비의 해수 사용을 금지하는 요건 등 소형어선에 서의 안전한 배터리시스템 사용을 위한 관련 법령의 정비 방안을 제안하였다.
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11.
2024.10
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해양 환경에서 발생하는 화재는 일반적인 화재 상황에 비해 빠르게 화염이 전파되기 때문에 초기 발견과 대응이 매우 중 요하다. 최근의 화재 감지 시스템은 카메라 센서와 딥러닝 검출 모델을 활용하여 개발되고 있지만, 해양 환경에 특화된 딥러닝 모델 을 학습하기 위해 해양 환경에서 화재 데이터를 실제로 수집하는 것은 기술적, 경제적 측면에서 어려움이 존재한다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 언리얼 엔진 기반 가상 데이터 생성 도구를 활용하여 가상 환경에서 해양 환경을 구축하고 여러 상황 의 시나리오에서 데이터를 수집하여 해양 환경 화재 가상 데이터셋을 구축하였다. 가상 데이터셋으로 학습한 RT-DETR-L 모델은 실 제 해양 환경에서 발생한 화재 상황을 수집하여 제작한 테스트 데이터셋에서 mAP50:95 0.529를 달성하였다. 또한 가상 데이터로 학습 한 검출 모델은 일반적인 화재 상황이나 항만시설에서 연기만 발생하는 상황에서도 화재를 검출하는 것을 볼 수 있었다. 이를 통해 실제 데이터가 아닌 가상 데이터셋을 사용하여 데이터셋을 구축하여도 해양 환경 화재와 같은 특수한 상황에서의 검출 모델 성능 향 상에 도움을 줄 수 있다는 것을 확인하였다.
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12.
2024.10
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선박의 안전운항에서 충돌회피는 핵심적인 요소이며, 자율운항선박의 출현과 인공지능 기술의 발전에 따라 충돌회피 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 충돌회피 기준 설정에는 객관적인 기준이 없어 어려움이 있으며, 국제해상충돌예방규칙 17조에서도 유지 선박의 충돌회피협력 동작 시점이 명확히 정의되지 않아 실무적인 어려움이 존재한다. 이를 해결하기 위해 Lee and Furukawa(2022)는 새로 운 충돌평가 모델인 CDC(Computed Distance at Collision)를 제안하였으며, 이 모델은 두 선박 간의 충돌 위험을 정확하게 평가하는 데 기여 하였다. 본 연구는 기존 CDC의 한계를 보완하고 실용화를 목표로, 선박의 기준좌표를 GPS 안테나 위치로 개선하여 충돌평가의 실용성을 높이고자 한다. 시나리오로 부산 신항과 통영 입항 구간을 선택하여 개선된 CDC를 적용한 결과, 두 선박 간 충돌 회피의 구체적인 시점 을 정량적으로 도출하였다. 본 연구의 결과는 VTS의 선박 관제에 실질적인 도움을 제공할 수 있는 데이터로 활용될 수 있으며, 향후 선박 운항 안전성을 높이는 데 기여할 것이다.
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13.
2024.10
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Satisfaction with Advanced Chemical Tanker Cargo Operations Training: Emphasis on Onboard Experience
선박직원법은 위험화물 취급에 대한 최소자격 요건을 규정하고 있다. 과거에는 케미컬 탱커 직무교육 이수를 위해 필수적으로 승무 경력이 요구되었으나, 2023년 동 법 개정 이후, 승무 경력이 없어도 교육 이수가 가능해졌다. 이에 따라 교육의 성과는 개정 전에 비 해 낮아질 것이라 예상할 수 있다. 본 연구는 케미컬 탱커 직무교육에서 승무 경력 유무에 따른 교육 만족도 차이를 확인하였다. 그 결과, 이수 자격에서 승무 경력이 삭제된 이후 타 선종에서 케미컬 탱커로 이직자의 비율이 늘고, 승무 경력 유무에 따른 교육 만족도는 승무 경력자가 교육 운영, 교육설계, 교육효과, 강사 능력, 현업 적용 모든 측면에서 높은 만족도를 보였다. 특히 현업 적용에서 가장 큰 만족도 차이를 보이고 교육설계에서 가장 낮은 만족도 차이를 보여 주었다. 이에 대한 개선 방안으로 선상 직무교육의 인정, 시뮬레이터를 활용 한 교육 방법 및 승무 경력자와 무경력자의 토의법을 제안한다. 본 연구는 케미컬 탱커 직무교육 과정에서 승무 경력의 유무가 교육효과 에 미치는 실제 영향을 보여 주며, 향후 교육과정의 개선 시 기초자료로 활용될 것이다.
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14.
2024.10
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본 연구는 해사대학생의 직업가치, 진로준비행동, 회복력이 대학생활적응에 미치는 영향을 규명하고자 실시되었다. 자료수집은 2023년 12월 4일부터 12월 8일까지 구조화된 자가보고식 설문지를 이용하였고, J도 소재 M해양대학교 해사대학 7개 학과의 1~4학년 재학 생으로 구성된 339명을 대상으로 편의표집하였다. 수집된 자료는 SPSS/Win 27.0 프로그램을 이용하여 기술통계, 상관분석, 위계적 회귀분 석으로 하였고, 주요 연구결과는 다음과 같다. 대학생활적응에 영향을 미치는 요인은 진로준비행동(β=.559, p<.001), 직업가치(β=.162, p<.001), 회복력(β=.147, p<.001), 직전학기 성적(β=.067, p<.039) 순으로 나타났다. 또한, 인구사회학적 요인 및 학교관련 특성 변수를 통제한 후 위계적 회귀분석을 실시한 결과, 해사대학생의 직업가치, 진로준비행동, 회복력이 대학생활적응에 71.6% 라는 높은 설명력을 보였다. 이러한 결과를 토대로, 해사대학생의 직업가치를 수준 별로 파악하고 개별화된 진로준비행동과 심리적 대처 자원인 회복력을 강화시킬 수 있는 프로그램을 개발하여 성공적인 대학생활을 유도할 수 있도록 해야 한다.
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15.
2024.10
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현재 우리나라 연안에서 어업활동을 하고 있는 어선의 재질은 거의 FRP로 구성되어 있으며 환경개선을 고려하여 재활용이 가 능한 알루미늄 소재의 어선으로 대처를 하고 있는 실정이다. 현재 국내의 알루미늄 연안 어선의 경우 한국 해양교통 안전공단과 해수부 를 통하여 승인이 이루어져 건조를 수행한다. 우리나라의 알루미늄 연안어선의 경우 선체와 하우스의 크기에 따라 톤수 규정을 준수하며 이에 따라 형상을 정의한다. 이는 선박을 건조함에 따라 초기 선주 요구조건에 중요한 역할을 가지며 구조에 대한 하중값을 바탕으로 규 정에 만족하는 두께를 산정을 하여 선박구조를 정의할 수 있다. 국내 어선의 어업 활용 면적에 대하여 갑판 면적을 최대한 활용할 수 있 는 카타마란 알루미늄 어선의 설계 방법 및 방향을 제시하였으며 기존 연구자료의 중․소형선박의 설계 및 구조에 대한 설계 안전성을 위해 적용하였으나 본 논문은 알루미늄 어선의 구조적 형상 고찰에 따라 설계하중을 적용하고 연결 부위의 강도 해석을 수행하여 선박에 대한 안전성을 확보하여 9.77톤급 알루미늄 카타마란 선박에 대한 설계방법 및 방향을 제시하고자 한다.
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16.
2024.10
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선박의 조종성능은 조선해양공학 분야에서 매우 중요한 유체역학적 성능 중 하나입니다. 본 연구에서는 저수심에서 운용되는 24m급 쌍동선을 대상으로 직진성능 분석에 대한 연구를 진행하였습니다. Skeg의 설치를 통해 조종성능을 개선할 수 있는지 여부를 확인 하기 위해, 전산유체역학(CFD) 수치해석 시뮬레이션을 활용하여 가상의 포획 모형테스트를 진행하였습니다. 시뮬레이션은 PMM(Planar Motion Mechanism) 조화 시험 중 Pure-sway 및 Pure-Sway motion, 2가지 시험을 진행하였으며, 선박의 선회성능은 직진성능 지수(C)의 경험식 을 통해 확인하였습니다, 결론적으로, Skeg가 없는 기존 선체는 직진성능이 상대적으로 저조하며, Skeg 1을 적용해도 부정적인 C 지수 값 을 보여 항로유지 능력이 개선되지 않았다. 하지만 Skeg 2, 3 또는 4를 적용하였을 때, 긍정적인 C 지수 값을 보여 항로유지 능력이 개선 되는 것을 보이며, 이는 Sway motion의 드리프트 경향에 비해 선체가 Yaw 또는 방향을 더 바꾸기 쉽다는 것을 나타낸다.
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17.
2024.10
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국제해사기구(IMO)의 규제강화로 인한 선박탄소집약도지수(CII)를 충족시키기 위하여 최근 친환경 기술인 로터세일(Rotor sail) 기술도입이 부각되고 있다. 1924년 첫 로터세일 장착선박이 개발된 이래로 다양한 연구개발이 진행되어져 왔고 이미 해외기업에 의 해 상용화 되어져 있다. 이러한 기존 원통형 로터(Rotor)는 로터의 속도비(Spin ratio) 증가 시 일정구간 이후부터 공기역학적 효율(CL/CD) 이 감소하는 현상이 발생된다. 이 점을 해결하기 위하여 2019년 한 차례 선행 연구된 새로운 원뿔형 로터를 이해하고 조건을 재설정하 여 최적의 공기역학적 효율 조건을 연구하였다. 원통형 로터와 원뿔형 로터에 속도비와 로터상부지름(Rotor top diameter, d) 대 끝단플레 이트지름 (End plate diameter, De) 비로 변수를 적용한 12가지 조건을 연구하였다. 그 결과 원뿔형 로터에서만 로터의 속도비 증가에 따 른 공기역학적 효율은 일정하거나 약간 증가하는 현상이 나타났으며 끝단플레이트의 지름 비율이 4배인 특정 조건에서 명확히 확인 할 수 있었다.
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18.
2024.10
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선박용 연료전지 시스템의 스택 온도를 일정하게 유지하기 위한 스택 냉각 시스템은 Close-Loop의 청수 라인과 Open-loop의 해수 라인을 적절하게 조합하여 구성할 수 있다. 청수와 해수의 열 교환량은 스택 냉각 시스템에 설치된 3-way 밸브의 열림 정도로 결 정된다. 냉각 시스템의 청수 라인과 해수 라인 각각의 펌프 토출량과 3-way 밸브의 열림률 관계는 명확하게 규명하기 어려우며, 동시 에 연료전지 스택과 결합 되어 동작하기 때문에 난해한 거동을 보인다. 본 연구에서는 냉각 시스템의 구성 요소들과 연료전지 스택이 결합 되어 동작할 때의 관계를 해석하기 위해 통계적 기법을 적용하였으며 필요 데이터를 확보하기 위해 청수 라인과 해수 라인으로 구성된 30KW 급 PEMFC 시스템을 모델링하고, 다양한 조건으로 시뮬레이션하였다. 펌프의 토출량 변화, 부하 조건의 변동 등의 다양 한 시나리오를 통해 도출된 파라미터들은 3-way 밸브 열림률, 시스템 효율, 동적 응답성 등이며 각각 축 재정의, 정규화 기법 등 통계 적 기법으로 시각화되었다. 따라서 본 연구의 접근 방식을 이용하면, 결합 된 설비들의 관계를 시각적 데이터로 명확하게 확인할 수 있으며, 가동 조건을 변경했을 때의 시스템 효율, 소모전력, 시스템의 정상 작동 여부를 예측할 수 있다. 또한, 이와 같은 방법은 복잡 한 시스템의 특성을 정의하는 기초 연구로서 의미가 있으며 선박의 빅데이터를 처리하는 연구 등으로의 발전 가능성을 확인하였다.
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19.
2024.10
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최근 개발 및 상용화가 되는 해상풍력발전기의 용량이 15MW로 증가하면서 나셀 중량의 증가와 함께 블레이드와 타워의 크기 가 증가하고 있다. 원통 형상의 타워는 단순한 구조 형상을 갖고 있지만 블레이드가 회전하면서 발생하는 추력과 모멘트, 나셀과 블레이 드의 자중 그리고 타워 자체가 받는 풍하중에 매우 안전하게 지지해야 하는 아주 중요한 구성 요소이다. 다른 요소에 비해 파손이 발생하 면 파생되는 손실 위험도가 매우 크고 풍력발전기 가격의 25%를 차지한다. 본 연구의 주요 대상은 풍력발전기 타워이며, 복잡한 시간 이 력 하중 조합에 의한 구조 안전성 평가를 더욱 직관적으로 검증할 수 있는 단순화된 평가법을 제안하고자 한다. 구조 안전성 평가를 위해 서 사용된 프로그램은 NASTRAN이며 적용 하중은 풍력발전기 해석을 통하여 계산된 면내 전단하중 정보를 적용하였다. 신속한 구조 안 전성 검토를 위하여, 복잡한 하중 조합 조건을 단순화하고, 극한하중과 좌굴 그리고 피로수명까지 순차적으로 검토하였다. 유한요소해석 법에 따른 최소 수명 지점인 can 용접부를 EUROCODE 3에 의해서 계산하면 112.5년으로 평가하며 변동 피로 하중을 고려하는 방식이 다르고, 코드에서는 경험 계수를 고려하고 있어서 직접 비교는 어렵지만 유사한 경향은 확인할 수 있었다. 연구를 통하여 제시된 면내 하중 조합법을 이용하면 이른 시일 안에 타워의 구조 안전성을 검증이 가능하며 이에 따라 최종중량에 대한 확신을 높일 수가 있다.
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20.
2024.10
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고밀도폴리에틸렌(HDPE)은 대표적인 열가소성 플라스틱으로서 재활용성, 내충격성 등이 우수하여 차세대 친환경 소형선박용 재료로 각광받고 있다. 그러나, HDPE의 열변형온도는 하절기의 선체 온도와 비슷한 수준이며, 재료의 열팽창 특성으로 인해 선박 구조용 재료로서의 적용 가능성에 대한 기술적 검토가 필요하다. 본 연구에서는 선박이 일상적으로 겪을 수 있는 상온 이상 온도범위에서 HDPE 의 기계적·열적 물성치를 도출하였고, 모의설계한 HDPE 어선을 대상으로 연중 태양복사열과 기관실 내부 온도가 가장 높은 하절기 운용 상황을 모사한 열전달 해석을 통해 구조부재들의 온도변화 및 분포, 응력 및 변위 구배 등을 확인하고자 하였다. 혹서기의 높은 기온과 강한 태양복사에 노출되는 HDPE 선체의 온도는 재료의 열변형온도 수준까지 상승하며 열팽창에 의한 변형 및 국부응력을 보여 설계 및 검토단계에서 선체 변형을 고려할 필요가 있고 향후 선체변형 대응방안 및 구조안전성 평가기준 마련 시 온도상승에 따른 물성치 변화를 고려할 필요가 있다.
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