미세먼지는 먼지 입자의 크기에 따라 일반 미세먼지(PM10)와 초미세먼지(PM2.5)로 나뉘어 분류하고 있다. 미세먼지는 심혈관 질환(Cardiovascular disease) 등을 증가시킬 수 있는 위험성을 보유하고 있기 때문에 저감하기 위한 노력이 필요하다. 본 논문에서는 소형선 박용 디젤엔진에 설치될 미세먼지 저감 장치의 콘 형상에 따른 유동 균일도 특성과 압력강하에 미치는 영향에 대해서 수치해석을 통하여 조사하였다. 사례별로 유동 균일도 및 압력강하는 상용해석 코드인 AVL社의 FIRE-M을 이용하여 분석하였으며, 콘 형상에 따른 두 가지 모드에 대하여 비교분석 하였다. 콘 형상 변경에 의해 압력분포가 개선되었으며, 특히 소형선박에서는 유의미한 결과라고 분석되어 진다.

국제해사기구(IMO)의 탈탄소 정책과 함께 소형선박 분야에서는 배터리 기반 전기추진의 도입이 확대되고 있다. 그러나 리튬이 온 배터리는 열폭주와 화재, 폭발 등 안전상의 위험을 내포하고 있어 이에 대한 체계적인 대응 방안이 필요하다. 본 연구는 한국, 노르웨 이 및 유럽의 관련 규정을 비교·분석하고, 이를 소형어선의 실제 적용 가능성 측면에서 검토하였다. 규정 분석을 통해 공통적으로 배터리 실에 대한 화재 탐지와 고정식 소화설비의 필요성이 확인되었으며, 소형선박을 대상으로 한 사례 검토에서는 가스계 소화설비는 설치 가 능성이 높은 반면, 수계 소화설비는 공간적·운항적 제약으로 적용이 어려운 것으로 나타났다. 따라서 연안 소형선박에서의 안전한 배터리 운용을 위해서는 해수에 의한 소화를 연구하거나 가스계 소화설비를 통한 대피시간 확보 및 육상 연계 등을 통한 안전 확보가 필요할 것 으로 확인되었다. 본 연구는 소형선박 배터리 안전설비의 현황과 적용성에 대한 기초 자료를 제공하며, 향후 전기추진 소형선박의 보급을 위한 설계 기준 및 안전 가이드라인 마련에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

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.

연근해 소형선박의 질소산화물(NOx)과 입자상물질(PM)의 배출 저감은 강화되는 해양환경 규제 대응을 위해 필수적이다. 본 연 구에서는 총톤수 21톤, 정격출력 367 kW(@1,800 rpm)의 고속디젤엔진을 장착한 연근해 소형선박에 배출저감설비(DPF+SCR)를 적용하여 해상실증 시험을 수행하였다. 가스상물질은 NOx Technical Code와 ISO 8178 기준을 준용한 장비를 사용하였으며 입자상물질(매연)은 국제 해사기구(IMO)에서 논의 중인 블랙카본 측정 방법 중 스모크미터를 이용하여 측정하였다. 황 함유량 0.03%S 이하 연료를 사용하여 20일 간 실제 운항 데이터를 모니터링하고, 모니터링 전·후 시험조건에 따라 1, 2차 성능시험을 수행하였다. 시험결과, NOx 저감효율은 62.0~97.8%, PM 저감효율은 93.0~97.4%를 나타냈으며, 배압은 60mbar 이하를 유지하였다. 운항 조건을 고려한 최적 저감효율은 70~80%이 며, 요소수 탱크 용량은 연료 저장 탱크 용량 대비 최소 4% 이상 요구된다. 본 연구는 연근해 소형선박의 NOx와 PM 동시 저감을 위한 배 출저감설비(DPF+SCR) 적용 가능성을 확인하였다.

Most engines for small vessels operating in coastal waters, such as fishing boats, are equipped with a reduction gear to reduce the engine's rotational speed. Small vessels are equipped with engines of fixed output and reduction gears of single reduction ratio only. This paper is a study on the development of a two-stage reducer capable of controlling the reduction ratio according to the light and full load conditions of a ship. Because the torque and rotational speed delivered to the propeller can be flexibly adjusted, the engine load can be maintained appropriately. In addition, because the engine room space is limited, the development of a two-stage reducer with an integrated power take off (PTO) was pursued to minimize the volume. Through this development, we were able to confirm a reduction in fuel consumption rate because we did not have to consume a lot of fuel to maintain maximum output. Reducing fuel consumption can result in reduced harmful exhaust emissions. Additionally, it can be expected that the frequency of failures that may occur due to overload can be reduced.

본 연구에서는 3D 스캐닝 기반의 역설계 기술과 전과정평가(Life Cycle Assessment, LCA)를 통합하여 실제 생산 공정의 특성을 반영한 디지털 모델을 구축하고 이를 기반으로 선박의 성능과 환경성을 동시에 개선하는 지속가능한 설계 방법을 제안하였다. 연구 대상 인 8m급 복합재료 소형 선박을 3D 스캐닝하여 초기 디지털 모델을 생성하였으며 이후 설계 중량과 실제 측정 중량 간의 차이를 규명하기 위해 수적층(hand lay-up) 공법의 제조 공차, 재료 겹침, 불균일한 수지 분포 등 생산 현장의 비정형적 요소를 모델에 정량적으로 반영하여 실제 제작 상태에 근접한 역설계 모델을 개발하였다. 이를 기준으로 성능 개선 요구사항을 만족시키는 최종 설계안을 도출하고 두 모델 에 대한 전과정평가를 수행하여 환경 영향을 비교 분석하였다. 그 결과 생산 공정의 특성을 고려한 역설계 모델은 실제 선박의 중량과 0.02% 이내의 오차를 보여 높은 정확도를 입증하고 이를 바탕으로 개선된 최종 설계안은 역설계 모델 대비 평균 1.94%의 환경 영향 감소 효과를 보였으며 폴리에스터 수지가 전체 환경 부하의 핵심 요인임을 정량적으로 식별하였다.

본 연구는 연근해 소형선박의 위치정보 데이터를 활용하여 선박 밀집도를 분석하고 향후 해상교통 혼잡도를 예측하여 선박의 안전 항해를 지원하는 데 목적이 있다. 이를 위해 선박자동식별장치(AIS) 데이터와 VBD(Visible Infrared Imaging Radiometer Suite Boat Detection) 데이터를 수집하였다. AIS는 특정 규모 이상의 선박에 설치가 의무화되어 있어, 전체 소형선박에 대한 위치정보 확보에 한계가 존재한다. 이를 보완하기 위해 위성 기반의 VBD 데이터를 융합하여, 소형선박 밀집도 분석의 정확도를 높였다. 수집된 시공간 데이터를 바탕으로 대표적인 시계열예측 모델인 LSTM(Long Short-Term Memory)을 활용하여 선박 밀집도를 예측하였으며, 이를 통해 해양사고 예방 을 위한 기초자료로 활용 가능함을 확인하였다. 본 연구의 결과는 시야 확보가 어려운 야간항해와 같이 위험 요소가 존재하는 상황에서 항해계획 수립 및 운항 결정에 실질적인 도움이 될 것으로 기대된다.

Recently, with the development of industrial technology and the increase of young consumers, engine monitoring devices for small ships are rapidly changing from analog devices to LCD-based digital devices. In addition, consumers’ product selection criteria are gradually increasing in favor of luxurious and emotional products rather than price attractiveness. Therefore, in order to develop differentiated products in marketing, it is necessary to find and improve emotionally attractive quality elements. The purpose of this study is to collect 11 customer requirements related to the emotional quality of DGP (Digital Gauge Panel) for small ships through customer interviews and to find attractive quality elements among the emotional qualities of DGP for small ships. 17 design elements were derived by applying QFD to the collected customer requirements, and they were classified into one-dimensional quality, must be quality, and attractive quality through Kano model analysis, and 6 attractive quality elements were confirmed using Timko customer satisfaction index.

지구온난화 문제에 대응하기 위해 온실가스 배출 저감을 위한 다양한 규제와 정책이 시행되고 있다. 이러한 배경 속에서 탄소중립을 목표로 하는 국가들이 늘어나고 있으며, 이에 따라 소형원자로모듈(Small Modular Reactor 이하 SMR)이 새로운 발전소 모델 로 주목받고 있다. SMR은 전통적인 대형 원자력 발전소 크기의 5~10% 수준이지만, 수백 메가와트(MW)급의 발전 용량을 갖춘 고효율 시스템이다. 이 발전소는 화석 연료 기반 발전소에 비해 탄소 발생을 줄일 수 있으며, 신재생에너지의 불안정한 에너지 공급을 보완할 수 있는 장점이 있다. 하지만, 원자력 발전소는 사고 시 방사선물질 누출의 위험성이 있어 주변 주민의 반대를 받아 왔다. 이러한 문제 를 해결하기 위해 부유식 소형 원자력 발전선이 주목받고 있다. 부유식 소형 원자력 발전소는 해양에 설치되어 부지확보, 인근 거주민 보상, 협의 과정이 간소화되고, 자연재해에 대한 안전성이 높다. 본 연구에서는 SMR 발전선의 파랑 중 예인 안정성을 평가 하였다. 해 상상태 3, 4, 5에서의 운동해석 결과, 해상상태 5 이하에서는 예인하여 목적지까지 이동하는데 필요한 내항성능 기준을 만족시킬 수 있 음을 확인하였다.

소형 선박(<499 GT)이 전체 선박의 46%를 지배하고 있어 상대적으로 많은 CO2 배출가스를 가지고 있다고 결론지을 수 있다. 최 적의 Trim 조건에서 운전하면 선박의 저항을 감소시킬 수 있어 온실가스가 적게 발생할 수 있다. Trim을 최적화하는 가장 저렴한 방법 중 하 나는 최적의 Longitudal Center of Gravity(LCG)를 얻기 위해 무게 분포를 조정하는 것이다. 따라서 본 연구에서는 소형 선박의 저항에 대한 LCG 변화의 영향을 경험적 및 수치적 해석을 통해 연구하고자 한다. 선체를 설계하는 Savitsky 경험식은 Maxsurf Resistance의 방법으로 사용 된다. 수치해석에는 STAR-CCM+ 상용 CFD(Computational Fluid Dynamics) 소프트웨어가 사용되지만 최종적으로 선박 설계 과정 이후 최적의 LCG를 얻기 위해 전체 저항을 비교한다. 결론적으로 Froude Number 0.56에서는 수치해석에 의해 전체 길이(LoA) 46.2%에서 최적의 LCG를 달성하고 Froude Number 0.63에서는 43.4% LoA를 달성하여 29.2% LoA에서 기준점에 비해 최대 41.12% - 45.16%의 상당한 저항 감소를 얻을 수 있다.