본 논문에서는 컨테이너선의 선형 최적 설계 자동화와 관련하여 연구한 내용과 결과를 정리하였다. 컨테이너선은 일반적으로 프루우드 수 0.26 근처에서 운항하는 선박으로 이 속도에서 운항하는 선박 전용 선형 최적 설계 자동화를 구현하기 위하여 최적화 알고리 즘, 선형 변경 알고리즘, 선박 성능 예측 알고리즘, 자동화 알고리즘 그리고 반복적 계산 기법을 적용하여 컨테이너선의 선형 최적 설계 자동화가 가능한 수치해석 컴퓨터 프로그램을 개발하였으며, HOTCONTAINER라고 명명하였다. 본 연구에서는 선형 최적 설계를 위한 설 계 변수의 적절한 선정을 위하여 민감도 분석 알고리즘을 개발하여 적용하였다. 개발된 선형 최적 설계 자동화 알고리즘의 신뢰성과 실 선 적용성을 파악하기 위하여 세계적으로 다양한 연구가 진행된 컨테이너 선박인 KCS 선박을 대상 선박으로 하여 선형 최적 설계 자동 화 수치해석을 수행하여 그 결과물로써 최적 선박을 도출하고, 대상 선박과 최적 선박의 조파저항과 파계 그리고 파고를 비교하였다. 결 론적으로 최적 선박이 대상 선박과 비교하여 조파저항이 47.63% 감소한 것을 볼 수 있었으며, 배수량과 접수 표면적은 각각 0.50%, 0.39% 감소한 것을 볼 수 있었다.

High Integrity Container (HIC) made of polymer concrete was developed for the efficient treatment and safe disposal of radioactive spent resin and concentrate waste in consideration of the disposal requirements of domestic disposal sites. Permission for application of Polymer Concrete High Integrity Container (PC-HIC) to the domestic nuclear power plants (NPPs) has been completed or is under examination by the regulatory agency. In the case of 860 L PC-HIC for very-low-level-waste (VLLW) or low low-level-waste (LLW), the application of four representative NPPs has been approved, and the license for extended application to the rest NPPs is also almost completed. A licensing review is also underway to apply 510 L PC-HIC for intermediate and low-level-waste (ILLW) to representative nuclear power plants. In order to handle and efficiently store and manage PC-HICs and high-dose PCHIC packages, a gripper device that can be remotely operated and has excellent safety is essential, and the introduction of NPPs is urgent. The conventional gripper device developed by the PC-HIC manufacturer for lifting test to evaluate the structural integrity of PC-HIC requires a rather wide storage interval due to its design features, and does not have a passive safety design to handle heavy materials safely. In addition, work convenience needs to be reinforced for safety management of high radiation work. Therefore, we developed a conceptual design for a gripper device with a new concept to minimize the work space by reflecting on-site opinions on the handling and storage management conditions of radioactive waste in NPPs, and to enhances work safety with the passive safety design by the weight of the package and the function of checking the normal seating of the device and the normal operation of the grip by the detector/indicator, and to greatly improves the work efficiency and convenience with the wireless power supply function by rechargeable battery and the remote control function by camera and wireless monitoring & control system. Through design review by experts in mechanical system, power supply and instrumentation & control fields and further investigations on the usage conditions of PC-HICs, it is planned to facilitate preparations for the application of PC-HIC to domestic NPPs by securing the technical basis for a gripper device that can be used safely and efficiently and seeking ways to introduce it in a timely manner.

컨테이너를 이용한 위험물의 해상운송이 증가함에 따라 적재불량으로 인한 위험물의 누설 등으로 선박에서 화재사고가 발 생하고 있다. 한편, IMO(MSC.93)에서는 2016년 1월 1일 이후 건조되는 개방갑판상에 컨테이너를 5단 이상 적재하도록 된 모든 선박은 물분무창(Water Mist Lance, WML)이라는 소화장치를 선박에 의무적으로 비치하도록 규정하였다. 본 연구에서는 LS-DYNA를 이용하여 최적의 첨단곡률반경을 가지는 WML을 설계하기 위한 수치해석을 수행하였다. 첨단부분의 길이가 10 mm, 15 mm, 20 mm인 3가지 모델에 대한 해석결과 길이가 15 mm인 경우만 컨테이너 벽면을 관통하고, WML의 첨단부분에 손상을 일으키지 않는 결과를 나타내었다. 향후, 본 연구결과를 바탕으로 테스트용 WML를 제작하여 성능실험을 할 계획이며, 문제점은 지속적으로 개선해 나갈 것이다.

가스생산기지의 탱크보수와 가스배관 기밀시험 및 가스치완에 사용되는 질소는 액화질소를 기화시켜 공급하고 있으며, 불활성 가스인 질소의 용도는 천연가스 설비에서 선박용까지 그 사용처가 다양하다. 질소발생기술은 극저온증류식(Cryogenic distillation), 흡착식(Pressure Swing Adsorption), 분리막식(Membrane)이 있으며 극저온증류식은 장치비가 높아 대형플랜트에 적합하고 흡착식 및 분리막식은 중소규모에 적합하다. 특히, 분리막식은 장치가 간단하고 진동에 대한 성능저하가 없어 이동식 질소발생에 적합한 기술이다. 분리막 방식의 이동식 질소발생플랜트의 설계기술은 분리막모듈, 장비, 배관, 전기, 진동, 에너지 관리 등의 최적화를 통해 이루어진다.

18,000 TEU 급 대형 컨테이너 운반선의 그린쉽 설계에 관한 연구로 기본설계와 에너지 효율 향상 관점에서 선형 최적화 과정을 4단계로 나누어 체계적으로 연구를 수행하였다. 첫째, 환경적 측면 및 법규 등을 고려하여 대형 컨테이너 운반선의 경제성 평가를 수행하였다. 둘째, 기본설계 및 성능 관점에서 단축선형과 쌍축선형의 특징을 조사하였다. 셋째, 설계 흘수 및 속도에서 저항과 추진 성능을 향상시키기 위한 단축 및 쌍축선의 선형 최적화를 CFD와 모형시험을 통해 수행하였으며 최적 선형의 성능 향상을 확인하였다. 마지막으로 실제 운항조건을 고려한 추정된 운항 흘수와 속도에서 CFD를 통해 최적화된 최종 선형을 제시하였다. 본 연구를 통해서 대형컨테이너 운반선의 그린쉽 설계를 위해 고려해야 할 사항을 살펴보았고 그에 따른 선형 최적화를 수행하였으며 설계 흘수와 실제 운항조건 및 연료 소모량을 고려한 총 에너지 효율식을 이용하여 최적화된 단축 및 상축 선형의 에너지 효율 개선을 확인하였다.

Fish exportation using airplanes incurs sizable logistics costs (12,000KRW/kg), according for more than 45% out of the total export cost. Thus, it is unreasonable to quantitatively expand fish exportation by means of air transport. In addition, cases of failing to deliver fish at the right time to the right place occurs frequently due to the limited cargo capacity and insufficient cargo space of airplanes, especially during the peak season. Therefor, a technology that not only minimizes the logistics costs but also transports fish freshly and safely, in the case of long distance exportation to countries such as the United States and Taiwan, should be developed. In this study, a live fish container control system for long distance transportation was designed and implemented. Live flatfish (2,000kg) were selected as the target fish, were transported to the United States to analyze and verify the performance of the a live fish container control system and transportation ability.

본 연구는 공공디자인으로서 버스정류장 디자인에 있 어 화훼식물 이용이 가능한 구도의 시설물계획과 제안에 목적이 있다. 계획에서 청주의 도시브랜드인 ‘직지’를 강조하기 위해 고인쇄박물관의 형태를 모티브로한 컨테이 너를 디자인하고 시설물의 상층부에 설치 계획하였다. 설치될 디자인 요소들은 이용자 행태분석을 통하여 이용 만족도를 높일 수 있는 시설물들을 계획하였으며, 프레 임을 최대한 좁게 하고 벽면은 투명한 재질로 계획함으로 써 이용자의 시야의 확장을 의도하였다. 형태의 장식성을 줄이고 색체 또한 무채색을 주도색으로 사용함으로써 주변과의 융화에 중점을 두었다.

본 연구에서는 사전연구로부터 사용후핵연료의 처분용기 원형모델로 제안된 처분용기의 전체 크기와 배열을 평가하기 위하여 일련의 공학적 분석을 수행하였다. 그러한 노력의 결과 용기 내부 저장통의 배열형태와 외곽쉘과 상하부 뚜껑의 두께와 같은 새로운 설계변수를 도출하였다. 공학적 분석 작업에는 처분용기의 기계구조 해석 결과를 근거로 도출된 용기의 규격자료에 대한 방사선 안전성 측면에서의 타당성을 검토하기 위하여 방사선차폐 해석과 핵 임계 해석 등이 수행되었다. 처분용기 내부 삽입체의 직경 변화에 따른 구조안정성 해석 결과에 따르면, 직경 102cm 일 때 극한 외압조건은 물론 정상적인 외압조건 하에서도 최대 Von Mises 응력이 안전계수 2.0을 만족하는 것으로 나타났다. 이 경우에서도 핵 임계 및 방사선차폐 해석 결과 안전기준치를 만족시키며, 무게는 20톤 가량 줄어드는 효과가 있는 것으로 나타났다.

국민 전체가 사용하는 의약품 용기에는 매우 민감한 내용들이 포함되어 있다. 향후, 고령화 인구의 증가와 인적교류의 이해는 다양한 외국인들이 국내에 생활하는 것을 대비하여 의약품의 복약 효율성을 높이기 위한 용기디자인의 준비가 필요로하고 있다. 유니버설디자인을 통하여 이러한 문제들을 해결하고, 용기디자인에 필요한 유니버설디자인 7가지 내용의 가이드라인을 연구 제안하는 것이다. 그 내용들은 다음과 같다. 다양한 의약품 사용자들에게 직관적인 사용방법과 복약조건을 인지할 수 있도록 디자인 조건을 갖추어야 한다. 또한 약물의 오남용을 방지하고 정확한 복약을 할 수 있도록 디자인하려면 용기의 사용방법과 인쇄 및 표기를 통하여 가독성이 뛰어난 조건을 갖추어야 한다. 향후, 올바른 복약을 위해서는 IOT기술과 연계된 복약어플리케이션은 개발되어 활용방안도 고려하여 다양한 사용자의 공통된 인지와 복약여부의 결과를 갖을 수 있게 해야 한다. 따라서 복용량과 시간 등의 복약조건들에 대한 인지요소 등을 통하여 3차, 4차 복약에 필요한 정보를 제공하여 복약순응도를 향상 시킬 수 있는 용기디자인의 조건들을 제안하고자 하였다. 용기디자인은 외국인이나 시각장애인들을 위한 다양한 방법의 정보전달방법이 제공되어야 한다는 조건으로. 용기디자인을 할 때는 용기와 캡의 관계에서 정량배출과, 정시복용에 대한 기술적인 내용이 해결될 수 있도록 하여야 한다. 그리고 무균재질의 용기, 점자표기, 컬러인식표기, 약품 종류표기, 조제에 의한 약의 제제별로 분류될 수 있도록 하는 디자인의 조건들과 방법들의 연구의 필요성과 내용들을 제시하였다.

대규모 컨테이너항만의 건설과 함께 컨테이너 크레인의 생산성 향상으로 선박 체항시간을 단축시켜 항만의 서비스 수준을 높이려는 노력이 가속화되고 있다. 컨테이너 크레인 시스템에 가해지는 입력에 대하여 바람직한 성능을 보이도록 설계사양을 고려한 상태 퍼드백 제어시스템을 사용한다. 컨테이너 크레인에서 측정이 까다롭거나 측정 잡음이 클 것으로 예상되는 상태 변수를 추정하는 방법으로 상태 관측기를 설계하고자 한다. 기존의 연구에서는 상태 피드백 제어시스템의 피드백 이득행렬과 상태 관측기 이득행렬을 분리하여 구하였다. 그러나 본 연구에서는 피드백 이득행렬과 상태 관측기 이득행렬을 선정함에 있어 최근 강인한 탐색법으로 많이 사용되는 REGAs를 사용해 설계사양을 만족하도록 동시에 구하고자 한다.

본 논문은 파라미터 변화나 외란이 존재하는 환경에서 컨테이너 크레인의 트롤리 위치와 컨테이너의 흔들림을 효과적으로 제어할 수 있는 모델기반 퍼지제어기를 제안한다. 이를 위해 우선 파라미터 변화에 대응할 수 있는 모델링 기법인 T-S 퍼지모델을 구현하고, 소속함수의 파라미터를 실수코딩 유전알고리즘(RCGA)으로 조정하는 문제를 다룬다. 다음으로 퍼지모델의 각 서브시스템에 대해 LQ 제어기 법을 사용하여 서브제어기를 설계하고, 이렇게 설계된 서브제어기를 ROGA로 조정된 퍼지모델의 소속함수로 퍼지결합하여 제안하는 모델기반 퍼지제어기를 구성한다. 시뮬레이션을 통해 RCGA로 조정된 소속함수를 사용하는 퍼지모델은 컨테이너 크레인의 비선형 모델의 출력에 잘 추종하였고, 모델기반 퍼지제어기도 파라미터 변화와 외란이 존재하는 환경에서 강인한 제어를 수행하고 있음을 확인하였다.

비선형 시스템의 제어를 위해서 일반적으로 사용하는 하나의 동작점에서 얻은 선형모델에 기초한 제어기는 여러 가지 선형제어기법을 응용할 수 있다는 장점이 있지만 파라미터 변동에 대해 적절히 대처하지 못하는 단점을 가진다. 따라서 본 논문에서는 제어대상의 시스템 파라미터가 변동하는 경우에도 제어기가 적응적으로 작동하기 위한 방법으로 보간-LQ 제어기법을 제안한다. 보간-LQ 제어기는 다수개의 서브-LQ 제어기를 설계하고, 이들의 이득을 다시 보간하는 방법을 사용하기 때문에 파라미터 변동에 따라 제어기의 이득이 지속적으로 조정되는 제어기이다. 제안한 방법은 파라미터 변동이 존재하는 컨테이너 크레인 시스템에 적용하여 유효성을 살펴본다.

컨테이너 화물의 복합운송시스템 중에서 체화현상은 항만에서 가장 심각하다. 이러한 문제를 해결하기 위해 해상과 육상의 경계선에서 체선체화 문제를 발생시키는 컨테이너 크레인의 직업효율을 향상시키는 방법을 생각할 수 있다. 이를 위해 본 연구에서는 가능한 범위에서 트롤리를 목표지점까지 빠르게 이동시키는 동시에 목표위치에서의 흔들림도 짧은 시간 내에 제어하는 문제를 다루고 있다. 제어 전략으로 설계된 구간에서 최적의 성능과 강인성이 보장되는 LQ 제어와 제약조건에서 최적화가 가능한 실수코딩 유전알고리즘을 결합한다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제안한 제어기가 설정한 설계사양을 완벽하게 만족하는 것을 보임으로 그 유효성을 증명한다.

일반적으로 서보 제어 시스템에서 비선형 동적 특성을 갖는 마찰력은 제어기 성능에 악영향을 미친다. 특히, 선형으로 고려된 시스템에 제어기 이득을 잘 설계한다 하더라도 마찰 현상에 포함된 동적으로 변화하는 dead zone에 의한 정상상태 오차 및 리미트 사이클(limit Cycle) 등을 야기한다. 따라서, 본 논문에서는 비선형 동적 마찰 성분을 효과적으로 보상하고 적응적으로 제어함으로써 차세대 항만 자동화 이송시스템으로 주목받고 있는 LMTT(linear motor-based transfer technology) 시스템의 위치 정밀도를 향상시키는 것을 목적으로 하고 있다. 본 제어대상은 셔틀카(shuttle car)와 컨테이너들의 다양한 중량과, 이로 인해 발생하는 동적 마찰 특성 파라미터들의 변화가 발생하므로 마찰력 내부 파라미터들의 추정이 요구된다. 제안하는 방법은 적응 backstepping 제어 기법으로 시스템이 안정하게 제어될 수 있는 조건으로 내부 파라미터 추정기를 설계하여 비선형 동적 마찰력을 보상하도록 하였다.

Port development has been remarkably increasing due to the progress of industrialization in ASEAN area. Especially, Vietnam has increased the international physical distribution in this area rapidly. The main issues facing decision makers at container terminals in Vietnam are how to expand the existing container terminals and construct new container terminals. In this paper, we performed the basic design based on simulation analysis in order to support the expansion of Quy Nhon port in Vietnam as a case study. The preliminary capacity analysis was conducted on the one berth at the port to analyze the scale of C/C(Container Crane)and yard area. Alternative scenarios were created based on the preliminary capacity analysis and the detailed simulation analysis was conducted for supporting the scenarios.