Equipment used for ships operating in the polar regions, such as icebreakers, should consider countermeasures against freezing. This study performed a structural design that prevents freezing and tolerates thermal stress and wind pressure of the air vent louver heating blades. As boundary conditions for performing the analysis, analysis was performed when the flow rates at the inlet end were 10m/s, 20m/s 30m/s, 40m/s, and 50m/s. As a result of the analysis, if the CNT heating element can maintain the heating performance of 200°C, the blade can maintain the room temperature state except for the end of about 40mm. There are pressure drop between the front and rear of the air vent louver. It can be seen that the allowable wind speed varies depending on the design criteria. As a results, it is required to select an optimal heating temperature to prevent condensation of a blade, optimize the generation of compressive stress by thermal expansion, and trade off the wind pressure and thermal stress according to wind speed.

This study is based on the screen printing method with heat resistant thin film as base material and development for expansion is proceeding. Therefore, it is convenient to be applicable to the installation and it will be possible to reduce the cost compared with the existing construction such as heat trace by 50% or more. As a result, it is possible to develop and commercialize the market for Polar ship, shipbuilding and offshore plants as it is possible to secure CNT(Carbon Nano Tube) based surface heating element and heating paste composition technology as a heating element material at a cryogenic temperature. It is expected that the efficiency will be great when this method is applied to other industries.

본 연구는 LS-DYNA 971 을 이용하여 내빙 구조 선박과 빙산 모형 간의 충돌 시험을 수행 후 북극해 운항 선박의 내빙 능력을 분석하였다. 국제선급연합회(IACS)의 Unified Requirements for Polar ship(URI) 규정을 바탕으로 FEM 선박 모형에 내빙 구조를 적용하였으며, 빙산 모형에는 Elastic-perfect plastic 물성과 Tsai-Wu 항복 곡면을 적용하였다. 또한 실험 결과 비교를 위하여 내빙 구조를 갖추지 않은 일반 선박 모형과의 충돌 시험도 수행하였다. 실험 결과 일반 구조 선박의 구형 선수에 빙산 모형에 의해 움푹 들어간 약 1.8 미터 깊이의 선체 손상이 발생하였으나, 내빙 구조 선박의 충돌에서는 약 1.0 미터 깊이의 선체 손상만이 발생하였다. 또한 일반 구조 선박과 충돌한 빙산모형은 원형의 상태를 거의 유지한 반면, 내빙 구조 선박과 충돌한 빙산 모형은 내빙 구조의 구형 선수에 의해 빙산이 일부 파괴되는 현상이 발견되었다.

지구 온난화로 인하여 극지역의 얼음이 빠르게 해빙되면서, 북극해에서 운항 하는 선박이 꾸준히 증가함에 따라, 극지해에서의 선박안전 확보와 환경보호에 관한 관심이 국제해사기구 회원국들에게 공유되기 시작하였다. 국제해사기구는 2002년에 강행규정이 아닌 북극 빙해역을 운항하는 선박에 대한 지침을 제정한 바 있다. 2014년 11월 21일 해사안전위원회 제94차 회의에서 극지해에서 운항하는 선 박에 대한 국제코드의 선박 안전 관련 규정인 PartⅠ-A 및 Ⅰ-B1)와 이를 의무 적으로 적용하기 위한 해상인명안전협약의 개정안으로 새로운 부속서 제XIV장 (극지해에서 운항하는 선박의 안전조치)을 채택하였다.2) 또한 2015년 5월 15일 해양환경보호위원회 제68차 회의에서는 국제코드의 환 경보호 규정인 Part Ⅱ-A 및 Ⅱ-B와 이를 강제화 하기 위한 해양오염방지협약 부속서Ⅰ(유류오염방지), Ⅱ(유해액체물질오염방지), Ⅳ(오수오염방지) 및 Ⅴ(폐 기물오염방지)의 개정안을 채택하였다.3) 이 국제코드는 극지해에서 안전한 선 박운항과 극지역 환경보호를 제공하는 것을 목적으로 하고 있으며 해상인명안 전협약과 해양오염방지협약의 개정안의 발효에 따라 2017년 1월 1일 발효된 다.4) 따라서 이 논문은 Polar Code의 제정경과와 주요 채택 내용의 검토를 통하여 그 핵심이 무엇인가를 파악한 다음, 발효에 대비하기 위한 우리나라 정부 및 관련 산업계의 바람직한 대응방안을 제시하는 것을 목적으로 작성된 것이다.