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.

선박의 설계과정에 있어, 선박의 중량은 유체역학적 성능에 큰 영향을 미치는 가장 중요한 요소 중 하나이다. 선박은 일반적으 로 최적의 흘수와 배수량을 갖는 하나의 조건으로 설계되지만, 실제로는 연료의 소비, 선박 평형수의 충전과 적재 조건과 같은 운항 활동 으로 인해 선박의 중량 및 흘수가 일정 범위 내에서 바뀐다. 본 연구에서는 소형선박을 대상으로 3가지 하중조건에 따른 선박의 저항성능 변화를 모형실험과 수치해석을 통해 연구하였다. 마지막으로 2050년까지 CO2 배출 가스를 50% 감축한다는 국제해사기구(IMO) 목표를 따 라 선박의 저항 성능을 개선하여 동력 요구 사항을 줄이기 위해 선박의 중량 변화에 따른 저항성능의 민감도를 연구하였다. 연구 결과, 선박의 중량변화에 따른 효과는 낮은 프루드 수에서 크게 나타나는 것으로 확인되며, 저항성능에 대한 연구 결과, 설계 흘수의 적재조건 을 기준으로 배수량이 11.1% 증가하고, 흘수가 5% 증가한 Over load의 적재조건에서 운항 시 선체의 총 저항이 모형시험과 CFD 시뮬레이 션에서 각각 15.97%, 14.31%까지 증가하는 것을 볼 수 있다.

The fuel oil used for ships has the viscosity higher than the fuel used for general vehicles and contain impurities, so it’s exhaust gas results in the environment pollution. There have been studies actively conducted to examine alternative fuels for improving the quality of the marine fuel oil. It is, however, necessary to test the quality of fuel for mega ships, by conducting the simulation test using reduced-size models, before the demonstration step, because it takes too much cost and time to directly perform the demonstration of alternative fuels. This study, therefore, developed a 30-liter small-size boiler similar to the ship system and performed an initial fuel test by applying MGO to it. The findings show that the amount of nitrogen oxide to which 4% of the standard oxide level was applied was about 24.69ppm, when the oxide level was 10.02%, with the CO2 of 8.02%, the exhaust gas temperature of 291.15℃ and the combustion efficiency of about 74.53%, indicating that it will be necessary to conduct various studies through the ratio control in the future.