최근 환경규제가 강화됨에 따라 액화천연가스(Liquefied Natural Gas)를 이용하여 전력을 생산해내는 신규발전설비인 부유식 LNG 발전설비(floating LNG power plant)가 개발되고 있다. 부유식 LNG 발전설비는 운용 시 증발가스가 발생하고 이를 제거하거나 회수할 수 있는 시스템의 설계가 필요하다. 그러나 해양플랜트는 해상요건에 따라 설계가 상이하고, 부유식 LNG 발전설비의 설계 전 시행착오를 줄이기 위해 지속적으로 수정이 가능한 BOG 회수시스템 공정모사 모델이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 상용공정시뮬레이션 프로그램을 통해 부유식 LNG 발전설비에 적합한 모델을 모델링하고자 냉매사용 유무에 따라 서로 다른 BOG(Boil-Off Gas) 회수시스템을 모델링하여 BOG의 회수율과 액화점을 비교 및 분석하였으며, 그 결과 질소냉매를 사용한 BOG 회수시스템 모델을 부유식 LNG 발전설비용 BOG 회수시스템 모델로 제안하고자 한다.

본 연구에서는 BES 기법을 활용하여 온실을 대상으로 실시간 에너지교환 시뮬레이션 모델 개발 및 검증을 수행하고 냉·난방부하 산정 및 경향성을 분석하였다. 우선 BES 기법과 현장실험을 기반으로 온실의 실시간 에너지 교환 모델을 개발하였다. 광흡수율, 엽면적지수, 잎 특성 길이 등 대상작물인 애플망고의 특성 값들과 온실 내부 이산화탄소 농도, 광량, 온도 등 실시간 입력 자료를 고려하여 작물 및 토양의 에너지교환을 구현하였다. 모델의 검증은 온실 내부 기온으로 수행하였으며 실측 내부 기온과 연산된 내부 기온 간의 결정계수, 일치도로 평가 하였다. 내부 기온 비교는 결정계수 0.89, 일치도 0.93으로 높은 유사성을 확인하였으며 모델의 유의성을 판단하였다. 개발한 모델과 2005년부터 2014년까지의 기상자료, 대상작물의 생육단계별 적정생육온도를 이용하여 대상온실의 냉·난방부하 산정하였다. 연도별 냉·난방부하산정 및 경향성을 파악하였으며 최대 냉·난방부하 산정을 통하여 대상온실의 냉·난방장치 용량설계의 기초자료를 확보하였다. 최근 10년 치 기상자료를 통하여 평균 최대 난방부하 525,473 kJ·hr-1, 평균 최대냉방부하 630,870 kJ·hr-1가 산정되었으며 대상 온실에 지열, 온배수, 태양열 등 신재생에너지를 활용할 경우 유용하게 활용될 것으로 판단된다. 본 연구를 통하여 온실 내 각 구성요소 간의 실시간 에너지교환을 모의할 수 있었으며 추후 온배수 활용을 위한 저류조, 히트펌프, 축열조 등의 설비를 구현함에 따라 전반적인 냉·난방 시스템의 구현 가능성을 확인하였다. 또한 동적 해석방법을 통하여 재배작물, 생육단계 및 토양을 고려하였으며 온실 에너지교환 모델에 다양한 형태로 적용 가능할 것으로 판단된다.

본 연구에서는 해양플랜트 산업의 가치사슬 및 수명주기 연구를 통해 해양 자원개발 비즈니스의 포괄적인 형상을 파악하였고 해양프로젝트 검증 목적의 시뮬레이션을 위해 조립 및 인간공학 시뮬레이션에 대한 연구를 수행하였다. 구체적으로는 조립 시뮬레이션의 경우 드릴쉽을 대상으로 탑재공정에 대한 조립 시뮬레이션을 통해 공정에 대한 유효성 검증을 수행할 수 있었고, 인간공학 시뮬레이션의 경우 FPSO 플랫폼을 대상으로 작업자 시뮬레이션을 통해 작업환경에서의 문제점을 사전에 도출할 수 있었다.

세계적으로 급증하는 전력수요에대처하고, CO2 배출을 줄이고자 인구가 밀집되어 있는 도 심지에 복합화력 발전소가 건설되고 있다. 환경규제가 계속적으로 강화됨에 따라 NOx 배출량을 줄이고 자 저 NOx 버너, SCR 등 여러 가지 설비들을 설치하고 있다. 본 연구는 경기도 고양시 소재의 일산열병합발전소 1개소에서 배출되는 질소산화물을 TMS를 이용하 여 배출계수를 산정하여 이를 전산유체동역학(CFD)에 적용하여 질소산화물의 거동을 살펴보고, 현장 실 측 결과와 비교 검토하였다. 실측 기간 중 측정 시간에 따른 주 풍향․풍속의 순간적인 변화로 인해 실측 결과와 CFD 모델링 결과 의 차이가 나타날 수 있으나, 모델링 결과와 실측 결과는 대부분 예측지점에서 유사한 농도로 나타났다. 향후 주변농도를 고려한 기여농도를 산출하여 실측농도에 가까운 예측농도 도출이 가능 할 것으로 판단 된다.

Most of steam power plants in Korea are using the method of heating the feed water whenever the ambient temperature around the power plant area below 5°C to prevent freezing water flowing in the pipe in winter time. But this kind of heat supplying system is not useful to save energy. If we take the method that the temperature of the each pipe is controled by direct measure of temperature by attaching sensor on the outside surface of the feed water tubes, then we can expect that a plenty of energy can be saved. In this study, the computer simulation is used to compare the energy consumption loads of both systems. Energy saving rate is calculated for the location of Incheon area in winter season. Four convection heat transfer coefficients for the ambient air and three initial flowing water temperature inside the tube were used. The result shows that the temperature control system using sensor represents more than 95% of energy saving rate in Incheon area. Even in the severe January weather condition, the energy saving rate is almost 75% in two days basis and even 83% in one day basis.

Various efforts have been explored to save the cost in many industrial fields. In order to recover the residual thermal energy from the flue gas, an extreme high efficiency heat exchanger is planning to install at a power plant. The gas temperature will be reduced to 40°C from 115°C. Thus gas buoyancy decreases, and dispersion of nitrogen oxides is expected to deteriorate as increasing relative humidity. In this study, the conversion of nitrogen monoxide to nitrogen dioxide and dispersion regime are investigated through computational modeling. Nitrogen dioxide which indicates 0.1 ppm at 85 m from the ground could be propagated to 620 m at 115°C of the flue gas, whilst when cooled down to 40°C, it expands up to 750 m. The ground level influence area showed more expansion of dispersion, approximately to 930 m.

변화무쌍한 기상변화가 실험의 정확도에 미치는 영향을 최대한 줄일 수 있도록 강제환기식 온실에서 실험을 하였고, 또한 대체적으로 크지 않은 온실에서의 실험으로 인하여 CFD모델결과의 오차를 크게 줄일 수 있었다. CFD와 현장실험 결과를 비교하여 본 결과, 온실내 1m높이에서의 평균풍속이 각각 0.42m·s-1과 0.39m·s-1으로써 CFD의 지점별 오차 평균값은 7.7% 로 나타났다. Y8.5m 지점에서 가장 큰 오차가 발생하였는데, 최대 오차는 -53.8%로 나타났다. 이의 가장 큰 이유로는 온실 길이방향에서 중간지점인 Y8.5m에서 풍속이 매우 작았기 때문에 소숫점 2번째 자리의 차이라고 해도 큰 오차로 나타났다. 작물형상의 기하학적 복잡성이 매우 큰 것을 고려한다면 오차범위는 매우 양호한 것으로 판단된다. 온실내 1m높이에서 평균온도의 CFD 평균오차는 2.2%로 나타났고, 최대편차는 5.5%이었다. 온실내 바닥으로부터의 복사열 발생량의 차이로 인하여 온실내 동쪽 지역에 상대적으로 큰 오차가 발생하였다. 외기 상대습도가 44%일 때, CFD상대습도의 오차는 2.1%이었으며, 최대 오차는 -3.8%이었다. 식물군의 공기유동저항, 식물군의 수분 및 열평형 모델을 추가하여 보다 사실적인 CFD모델을 설계하였다. CFD 모델의 설계방법이 정립되었기 때문에, 추후에 온실내 다른 작물의 미기상 및 이의 온실내 기상에 미치는 영향 등을 정량적으로 분석할 수 있게 되었다. 또한 작물의 적정생육환경에 주요 대상이면서도 동시에 센서설치의 어려움 등으로 인하여 연구에 어려움이 많았던 작물군내 미기상을 연구할 수 있는 토대를 마련하였다.

온실의 환기연구를 위한 CFD 시뮬레이션 모델에 토마토 작물을 설계함에 있어서 우선적으로 작물군의 기하학적 형상 설계 및 이의 공기 항력계수를 찾고자 하였다. 작물군 형상을 간단한 형태의 공기투과성 매체로 설계하고 이의 공기저항의 물리적 특성을 풍동실험을 통하여 구하였다. 토마토 작물군과 작물군 사이에서 측정된 값과 작물군 중앙부에서 측정되어진 값들을 분리하여 계산하여 된 결과 공기저항값인 항력계수 Cd 값은 각각 0.2551와 0.2621로 나타났다. 최종적으로 이들의 평균값인 0.26을 Fluent CFD 프로그램의 작물군 공기투과성 매체의 x, y, z축의 내부저항값으로 입력되었다. 이 실험결과를 이용하여 전산유체역학 (CFD)을 이용한 시설내 작물군이 존재하는 경우의 온실 환기연구를 효과적으로 수행할 수 있게 되었다. 또한 풍동을 이용한 작물의 공기저항 연구를 위한 실험방법을 개발하여 앞으로도 다양한 작물들을 대상으로 공기유동의 물리적 특성연구를 수행할 수 있게 되었다.

The manufacturing industries which played a major role in the rapid economic growth and industrialization of Korea in the late 20th century had considerable difficulties changing their manufacturing conditions from producer-oriented conditions to customer-oriented ones according to market changes. In this study, increase plant efficiency because grafts together modular system to plant layout and analyzes Work In Process(WIP) between product's cycle time and each process, family efficient plan wishes to choose opposite bank. Simulation approach used for presented methodology The effect will not gain the results for other reasons the inherent conditions of companies, people, and culture which have been hitherto described, but will be expected to help the direction for a new Lay-out production system to reflect on the native conditions rather than fixed technological means and methods in way of an analysis of fundamental problems which small and medium companies in Korea face.

본 연구에서는 공동주택 단지 내 광환경을 고려하지 않은 식물 선정 및 무분별한 식재계획을 개선하고자 공동주택의 유형에 따른 광환경 시뮬레이션 분석을 진행하였다. 이를 통하여 단지 내 조도에 따른 영역을 구분하고 각 환경에 적합한 식물을 선정하였다. 연구의 결과는 다음과 같이 요약할 수 있다. 1) 공동주택의 유형별 광환경 분석 결과 평균조도 최저값은 일자형에서 4,708lux, 최고값은 Y자형에서 5,054lux였다. 또한, 1,000lux 이하의 영역이 가장 적은 유형은 Y자형 3.82%, 가장 많은 유형은 일자형 9.55%이다. 1,000~6,000lux 사이의 영역은 일자형과 탑상형에서 62.15%로 낮게 나타났으며, Y자형이 75.87%로 높은 수치를 기록했다. 6,000lux 이상의 영역은 혼합형 유형이 5.56%으로 가장 적었으며, 탑상형이 22.74%로 양지영역을 가장 넓게 확보하는 것으로 분석되었다. 2) 광환경 분석으로 분류한 음지, 양지, 복합영역에 따른 조도별 식물 선정 결과, 음지식물은 금꿩의다리, 리시마키아, 맥문동 등 7종, 양생식물은 꽃잔디, 꿀풀, 벌개미취 등 13종, 중생식물은 기린초, 꼬리풀, 돌나물 등 27종이다. 3) 음지 식물의 경우 건물과 인접하거나 건물과 건물의 사이에 식재하는 것이 적합하며, 중생 식물은 단지의 외곽 등 건물의 그림자 영향이 상대적으로 적게 미치는 영역에 식재하고, 이 외의 대부분의 공간에 복합식물은 식재 가능한 것으로 분석되어 가장 넓은 영역에 적합한 것으로 분석되었다. 본 연구는 공동주택의 형태를 네가지 유형으로 분류하여 광환경을 분석하였다. 평균적으로 가장 양호한 조도를 나타내는 유형은 Y자형이었으며, 다음으로는 탑상형, 혼합형, 일자형 순으로 나타났다. 그러나 연구의 과정에서 시뮬레이션을 위하여 설계한 공동주택 유형별 단지 내에 건물 외의 기타 시설물 및 교목, 관목 등 조경수를 고려하지 않았기 때문에 음지영역이 거의 나타나지 않았으며, 단지 내 대부분 영역의 광환경이 양호한 것으로 분석되었다. 따라서 현실적인 측면에서 본 연구를 적용하기 위해서는 공동주택 단지 조성 시 식재계획과정에서 시뮬레이션을 통한 모의결과를 도출하고, 이를 실제 적용한 식재지의 모니터링이 요구된다. 또한 습윤지, 건조지 및 비옥도 등 토양환경에 따라 식물의 선정기준이 다를 수 있으므로 식물선정 및 검증과정과 관련한 연구가 필요할 것으로 사료된다.

발전소 내 방사화 부식생성물의 대부분을 차지하고 있는 니켈 페라이트계 부식생성물을 모사 발생시키기 위한 고온 고압용 장치를 제작하여 연구를 수행하였다. 배관형 포집기를 이용한 부식생성물 발생장치로부터 방사화 부식생성물과 가장 유사한 부식생성물을 얻을 수 있었다. 발전소에서 입자성 부식생성물이 발생되는 원리인 온도에 따른 용해도 차이를 구현하기 위하여 270C에서 부식반응이 일어나 상대적으로 높은 온도를 가진 포집용 장치에 부식생성물이 포집되도록 장치를 제작하였으며 , 발생된 부식생성물은 주사전자현미경 관찰과 EDAX를 통한 조성분석으로 그 특성을 관찰하였다. 부식생성물은 포집 된 위치 에 따라서 침상 형태의 산화물과 결정 형태의 산화물로 나뉘었으며, 조성 분석 결과 결정 형태의 부식생성물이 니켈 페라이트로서 발전소에서 발생되는 입자성 부식생성물과 유사한 것을 알 수 있었다.