국내에는 현재 50,435척의 5톤 미만 어선이 존재하나, 국내외 법규상 이러한 선박에서 발생하는 선저폐수를 관리하기 위한 제 도적·기술적 장치가 마련되어 있지 않다. 이로 인해 무단으로 배출되는 선저폐수는 심각한 환경오염을 유발하고, 이에 따른 경제적 손실 도 발생한다. 이에 본 연구는 소형선박용 유수 분리 장치의 내부 유동 분포를 개선하기 위해 Filter case cover 형상을 개발하였다. 입구각 0°, 30°, 45°의 세 가지 형상을 대상으로 Computational Fluid Dynamics 해석을 수행하였으며, 45° 형상에서 균일한 속도 분포와 안정적 선회 유동이 형성되어 Filter 전체 면적을 효율적으로 활용하는 것을 확인하였다. 이후 상용 Filter 6종에 대해 단일 성능평가를 수행한 결과, 양 전하막 처리된 활성탄이 유성분 흡착에 효과적임을 확인하였다. 이를 기반으로 기계적 여과 필터와 활성탄 필터로 구성된 3단계 여과 시 스템을 제안하였으며, 30ppm 유수 혼합액을 이용한 실험에서 배출수의 유분 농도를 0ppm에 근접하게 낮추고, 장시간 운전 중에도 안정적 인 유량과 처리 특성을 유지하였다. 본 연구는 형상 및 필터 구성을 최적화하여 설계 효율이 향상된 소형선박용 유수 분리 시스템의 기초 기술을 제시하며, 국내 연안의 환경오염을 방지하고 지속 가능한 생태계를 조성하는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

선박의 기관 고장은 해상 안전성뿐만 아니라 경제적 요인에도 큰 영향을 미친다. 2024년 국내 해양 사고 통계에 따르면 단순 사고 중 기관 고장이 차지하는 비율은 40%이다. 이는 기관 손상이 선박 안전에 매우 중요한 요소임을 보여준다. 선박 기관 고장은 다양한 기계적 결함에 의해 발생하며, 이러한 영향은 선박 배기가스 온도 변화에 직접적으로 나타난다. 따라서 본 연구에서는 선박 배기가스 온 도를 예측하여 선박 기관 고장을 사전에 방지할 수 있는 모델을 개발하였다. 본교 실습선에서 수집한 데이터를 활용한 시계열 운항 데이 터를 수집하였고, 수집된 데이터 전처리 과정을 통해 비정규성을 나타낸다는 것을 밝혀냈다. 이에 따라서 Spearman 상관관계 분석법과 LASSO 회귀 분석법을 통해 총 6개의 변수를 도출했다. 이후, Random Forest 모델의 파라미터를 최적화하기 위해서 GridsearchCV를 활용하 였고, 모델 성능을 잔차 분포, 실제값 대비 예측값 산점도 및 정량적 지표를 통해 검증하였다.

국내 대기오염물질 배출량 통계에 따르면 상당한 대기오염물질이 선박에 의해 발생하고 있다. 따라서 선박으로부터의 대기오 염물질 배출 제한과 항만지역 대기질 개선을 위해 다양한 정책들이 시행되고 있고, 국제적으로도 선박에 의한 해양오염 방지를 위해 국 제 협약 등이 이루어지고 있다. 하지만 실제 운항하는 선박에서 배출되는 대기오염물질 측정에 관한 연구와 실험은 거의 이루어지고 있 지 않아, 본 연구는 이동식배출가스측정장비(PEMS)를 사용하여 실제 운항하는 9,169톤급 선박에서 발생하는 대기오염물질 배출량 평가에 대한 방법과 가능성을 제시하였다. RPM과 부하에 따라 배출량의 차이가 있었으며, NOX 배출량은 497-2,060ppm, CO2는 1.55-6.9%, CO는 0.002-0.14% 수준이다. 엔진 제조사에서 제공하는 Shop Test에 명시된 배출량과 실제 측정된 배출량에 차이가 있음을 확인하였다. 대상선박 의 전 항해구간에서 발생하는 각 대기오염물질 최대 배출량이 PEMS 측정 구간에 포함되는 것을 확인하여, 총톤수 10,000톤급 이내 선박 에 PEMS 활용 가능성을 검증하였다.