PURPOSES : The objective of this study is to analyze the significance of binder aging in a hot-mix asphalt (HMA) mixture in an insulated camber for a long duration for repair works, where the absolute viscosity level and service life reduction (SLR) are assessed based on the haul time, as well as to suggest a methodology for reducing the aging level. METHODS : Because the HMA mixture is stored in an insulated box carriage at high temperature for repair works, if the binder in the mix is severely oxidized, then the repaired pavement will not exhibit a long service life. Therefore, the 13-mm dense-graded HMA mix with PG64-22 was aged in an oven at 160 °C for 1, 2, 4 and 8 h to evaluate its aging level. Gel-permeation chromatography was performed on the mixture particle without binder recovery to measure the large-molecular size ratio, from which the estimated absolute viscosity (EAV) was computed using a best-fit regression model. The SLR values of aged and repaired mixes were estimated to determine the amount of deterioration in the mixes caused by severe aging. Hydrated lime (HL) was introduced into the mix at a ratio of 1.5 wt% of the total mix. The aging level and SLR were compared with those of the repaired mix without HL. RESULTS : The binder EAV of the HMA mix increases significantly with the mixture aging duration. In particular, the binder EAV level of a 4-h aged mix is similar to the asphalt viscosity level of a pavement with approximately 7 years of service life. The service life expressed based on the aging level is interpreted as the reduced service life of the aged mix, which is already oxidized before it is used. Meanwhile, the binder of an 8-h aged mix without HL aged significantly and its SLR is approximately 11 years. However, its aging level and SLR reduced significantly when HL. is incorporated. CONCLUSIONS : The binder aging level of the repaired mix increases significantly with its storage duration in a hot chamber for carriage. However, since the aging level decreases significantly by the incorporation of HL, the use of HL is highly recommended when preparing new mix for repair works to be performed in a hot-chamber for a long duration.

An automated material handling system (AMHS) has been emerging as an important factor in the semiconductor wafer manufacturing industry. In general, an automated guided vehicle (AGV) in the Fab’s AMHS travels hundreds of miles on guided paths to transport a lot through hundreds of operations. The AMHS aims to transfer wafers while ensuring a short delivery time and high operational reliability. Many linear and analytic approaches have evaluated and improved the performance of the AMHS under a deterministic environment. However, the analytic approaches cannot consider a non-linear, non-convex, and black-box performance measurement of the AMHS owing to the AMHS’s complexity and uncertainty. Unexpected vehicle congestion increases the delivery time and deteriorates the Fab’s production efficiency. In this study, we propose a Q-Learning based dynamic routing algorithm considering vehicle congestion to reduce the delivery time. The proposed algorithm captures time-variant vehicle traffic and decreases vehicle congestion. Through simulation experiments, we confirm that the proposed algorithm finds an efficient path for the vehicles compared to benchmark algorithms with a reduced mean and decreased standard deviation of the delivery time in the Fab’s AMHS.

강화되는 환경규제에 대응하기 위해서 세계 각국이 수소 경제로의 전환을 본격화하고 있으며, 이에 중장기적으로 수소의 국가 간 물동량도 증가할 것으로 예상된다. 국가간 수소의 거래는 수출국의 신재생 에너지 자원과 수입국의 수소 사용 형태, 기술 성숙도 등을 고려하여 암모니아, 액화수소, LOHC 등의 형태로 이루어질 것이나, 어느 한 가지 형태로만 거래되지는 않을 것이다. 액화수소 대비 암모 니아와 LOHC의 해상운송은 상대적으로 성숙한 기술임에 본 글에서는 향후 액화수소 운반선 개발을 위하여 필요한 세부 기술들의 식별 및 다양한 기술적 대안들을 통해 가능한 설계안을 확보하면서, 그에 따른 기술적 타당성을 분석하였다.

The steel structure of the Molten steel carrier is eroded due to environmental conditions such as high temperature and corrosion, and corrosion and erosion reduce the thickness of the structure and cause erosion around gas outlets. Since this increases the stress of the structure, it is necessary to study the safety of the structure. In this study, fatigue properties were estimated using the expert system that can estimate fatigue properties based on mechanical properties such as tensile strength or hardness, and the fatigue strength of the structure was evaluated using the estimated fatigue properties. As a result, the evaluated fatigue life was greater than 106 cycles, indicating that it has sufficient fatigue strength.

Automated Guided Vehicle (AGV) is commonly used in manufacturing plant, warehouse, distribution center, and terminal. AGV is self-driven vehicle used to transport material between workstations in the shop floor without the help of an operator, and AGV includes a material transfer system located on the top and driving system at the bottom to move the vehicle as desired. For navigation, AGV mostly uses lane paths, signal paths or signal beacons. Various predominant sensors are also used in the AGV. However, in the conventional AGV, there is a problem of not turning or damaging nearby objects or AGV in a narrow space. In this paper, a new driving system is proposed to move the vehicle in a narrow space. In the proposed driving system, two sets of the combined steering-drive unit are adopted to solve the above problem. A prototype of AGV with the new driving system is developed for the comparative analysis with the conventional AGV. In addition, the experimental result shows the improved performance of the new driving system in the maximum speed, braking distance and positioning precision tests.

LNG 운반선은 선체와 화물창이 일체형인 멤브레인 타입을 적용한 대형선을 중심으로 건조되어 왔으나, 최근 친환경 연료인 LNG의 수요 증가 및 LNG 벙커링 인프라 확대로, 중소형 운반선에 대한 관심이 증가하고 있다. 본 연구에서는 중소형 LNG 운반선에 IMO B 형식 탱크를 적용하고 설계의 안정성 및 적합성을 검증하는 것을 목표로 하였고, B 형식 탱크를 적용하는 경우 필수적으로 수반되는 파괴역학 기반의 균열 진전 해석 및 가스 누출을 대비하여 설치되는 부분 2차 방벽의 크기의 결정을 위한 내용을 소개하였다. LNG 운반선 적용에 적용되는 국제 규정인 IGC 코드를 이용하여 설계 수명동안 균열 진전 해석에 적용될 응력 분포를 산정하는 방법을 제시하였고, Paris 법칙과 British Standard 7910 (BS 79110) 기반의 균열 진전 해석 프로그램을 개발하여 표면 균열 진전 해석을 수행하였다. 다음으로 2차 방벽의 크기를 결정하기 위하여, 초기 관통 균열의 크기를 가정할 수 있는 방법론을 제시하고, 균열 감지 후 회항 가능 기간인 15일 동안의 관통 균열 진전 해석을 수행하여 국제 규정에서 요구하는 B 형식 화물 탱크의 안정성 및 적합성을 검증하였다. 더 정확한 피로 균열 진전 해석을 위하여 코드 기반에 더하여 직접 해석을 통한 해석 절차 개발 및 검증이 필요할 것으로 사료된다.

전 세계적으로 환경오염 문제로 국제해사기구인 IMO(International Maritime Organization)에서는 이산화탄소 배출량과 관련된 지수인 EEDI(Energy Efficiency Design Index)를 만들어 새로 건조되는 선박들에 대한 규제를 적용하고 있다. 본 연구에서는 158k 원유운반선의 선형과 프로펠러 후류를 분석하여 새로운 형태의 에너지 저감 장치인 ring stator를 제안하였다. 최근의 선박들은 반류가 적은 즉 선미부 유속이 빠른 경향으로 발전되고 있어 덕트가 포함된 ESD(Energy Saving Device)는 저속비대선이라도 컨테이너선처럼 적용하기가 어렵다. 본 연구에서 제안한 ring stator는 이러한 점을 고려하여 새로이 개발된 장치로써 자항 성능 향상 뿐 아니라 저항 성능의 최소화를 목표로 설계를 진행하였다. Star-CCM+의 상용 프로그램을 활용하여 CFD 해석을 통해 설계한 ring stator의 성능을 확인하였고 최종 제시한 설계안에 대해 약 3.4 %의 추진 효율 개선 효과가 있음을 확인하였다. 설계된 ring stator에 대한 실험과의 비교 등을 통해 성능 검증 및 보다 정도 높은 최적화에 대한 연구를 추후 수행할 계획이다.

최근 환경 문제를 포함하여 여러 이유로 액화가스에 대한 수요가 증가하고 있다. 이로 인하여 선박을 통한 액화가스의 운송이 증대하고 있고, 이를 수용할 터미널 건설도 다수 이루어지고 있다. 터미널을 건설하는데 있어 그 규모의 결정은 대상선박이 명확히 결정 되어 있을 경우 그에 따른다. 그렇지 않다면 터미널이 수용하고자 하는 선박 규모를 결정하고, 관련한 규정이나 기준에 제시되어 있는 선박 치수를 활용한다. 이와 관련하여 최근 액화가스터미널 건설을 위해 항만 건설시 설계기준으로 가장 많이 적용하는 항만 및 어항 설계 기준 및 해설(2017)을 활용하여 대상선박의 규모를 파악하는 과정에서 대형화된 선박의 기준이 마련되어 있지 않고, 제시되어 있는 선박의 주요치수가 실질적으로 운항하고 있는 선박과 상당히 상이하다는 점이 발견되었다. 이러한 문제점으로 인하여 터미널을 건설하는데 있어 대상선박 및 터미널의 규모 결정, 터미널의 안전성 평가 등에 있어 이해 당사자 간의 많은 이견이 있을 수 있기에 현행 액화가스운반선의 주요치수에 대한 기준을 현재 운항하고 있는 선박들의 현황 분석을 통하여 개정안을 제시하였다. 제시된 개정안은 향후 선박 및 터미널 규모 결정에 보다 적절하고 현실적인 기준으로 활용되고, 불필요한 터미널 건설비용 증가를 막을 수 있을 것으로 기대된다.

과수농가에서 수행되는 수확작업은 노동부하가 큰 주요작업으로 수확된 과실의 적재 및 운반작업에 소모되는 노동력이 크다. 본 연구에서는 과수농가를 대상으로 수확된 열매의 적재 및 운반작업에 사용 가능한 간이형 보행 동력운반차를 개발하였다. 과수 농민들의 요구조건을 고려하여 동력운반차의 이동속도 및 적재 용량을 선정하였다. 이에 따라, 동력운반차의 주요 구성요소를 선정하고 동력전달경로를 분석하였다. 또한, 개발된 동력운반차의 성능시험을 수행하였으며 상용 소프트웨어를 활용하여 구조해석을 수행하였다. 설계된 간이형 보행 동력운반차는 전·후진이 가능하고 이동속도는 최대 1 m/s이며, 최대적재용량은 500 kg이다. 본 연구에서 개발된 간이형 보행 동력운반차를 활용하면 농민들의 작업효율을 높이고 신체적인 부담을 경감시킬 수 있을 것으로 판단된다.

2017년 미국 DOE 주도하에 수행된 국제공동 복합모드운반시험 중 도로트럭운반시험, 연안항해시험, 대서양항해시험에서 측정된 가속도 및 변형률 데이터를 분석하였다. 먼저 각 운반모드 별로 발생한 하중이 전달경로에 따라 하중이 증폭되는지 감쇄되는지가 조사되었다. 그 결과 운반모드 및 하중경로 내 어떤 부분이냐에 따라 발생한 하중이 모의핵연료집합체에 전달되는 특성이 다름을 확인하였다. 그리고 변형률 데이터를 분석하여 육상 및 해상운반동안 발생한 변형률이 사용후핵연료에 건전성에 미치는 영향을 파악하였다. 그 결과 측정된 변형률은 사용후핵연료의 건전성에는 영향을 미치지 못하는 정도로 작은 크기임을 확인하였다. 본 연구에서 분석된 가속도와 피로평가 결과는 예정된 국내 정상운반시험조건에서의 운반시험에 유용한 기초자료로 활용될 것이다.

본 연구에서는 최근 개발중인 360 다발 장전용량의 중수로 사용후핵연료 운반용기에 대한 설계기준연료의 방사선원항 평가와 용기외부에서의 방사선량률 계산을 수행하였다. 그리고 국·내외 방사선적 안전성평가와 관련한 기술기준 부합여부를 판단하고 결과의 적합성을 제시하였다. 방사선원항으로 작용하는 설계기준연료 선정을 위해 월성원전에서 운영중인 운반 용기 및 두 가지 방식의 건식저장시설에 적용된 설계기준연료의 사양 및 특성을 조사하였다. 각 운반·저장 시스템 별 설계 기준연료의 연소도, 최소 냉각기간 및 중간저장시설로의 운반시점 등을 바탕으로 연소도 7,800 MWD/MTU와 최소 냉각기 간 6년을 설계기준연료로 설정하였다. 설계기준연료의 방사선원항은 SCALE 전산코드의 ORIGEN-ARP모듈을 이용하여 평가하였다. 운반용기의 방사선차폐평가는 MCNP6 전산코드를 이용하였으며, 기술기준에서 요구하는 운반용기 외부에서의 방사선량률 평가를 정상 및 사고조건으로 구분하여 수행하였다. 방사선량률 평가결과, 정상운반조건의 운반용기 표면 및 운반용기 표면 2 m 이격지점에서 계산된 최대 방사선량률은 각각 0.330 mSv·h-1와 0.065 mSv·h-1로 도출되어 선량률 제한치인 2.0 mSv^hr-1와 0.1 mSv^hr-1를 모두 만족하는 결과를 도출하였다. 또한 운반사고조건하 운반용기 표면 1 m 지점에서의 최대 방사선량률은 0.321 mSv·h-1로서 기술기준인 10.0 mSv·h-1 미만으로 평가되어, 대용량 중수로 사용후핵연료 운반용기는 방사선적 안전성을 확보하는 것으로 나타났다.