선박의 추진전동기는 소량 주문생산되어 고장진단을 위한 신호를 사전에 확보하는 것이 불가능하다. 운용기간 중 계측을 통해 데이터를 확보하는 것은 많은 시간과 비용을 초래하기에 물리모델을 통해 데이터를 확보하는 것이 유일한 방법이다. 물리모델을 통해 얻 은 데이터를 고장진단에 활용하기 위하여 데이터의 정확도를 확보해야 한다. 기존 전동기 물리모델의 경우 전동기에서 발생하는 구조-전 기 연성효과를 온전히 고려하지 않아 진동데이터의 해석 오차가 발생하는 것을 확인할 수 있다. 본 논문에서는 구조-전기 완전연성 물리 모델을 개발하여 물리모델데이터의 정확도를 개선하였다. 실험계측 데이터와 물리모델 데이터의 비교를 통해 전동기 상태별 데이터를 높 은 정확도로 획득할 수 있음을 확인하였다. 본 논문에서 제시한 구조-전기 완전연성 물리모델을 이용하여 정상상태와 결함상태에서 나타 나는 진동수준을 예측할 수 있음을 확인하였으며, 구조-전기 완전연성 반영 필요성을 입증하였다.

해운 산업은 탄소 배출 저감을 위한 다양한 기술적 해결책을 모색하고 있으며, 그중 암모니아(NH3)는 차세대 무탄소 연료로 각 광받고 있다. 암모니아는 이산화탄소(CO2)를 배출하지 않으며, 기존 인프라를 활용해 대규모 운송 및 저장이 가능하다는 장점이 있다. 본 연구는 암모니아를 수소(H2)로 개질하여 연료전지에 공급하고, 이를 통해 전력을 생산하는 하이브리드 전기 추진 시스템의 성능을 평가하 였다. 암모니아-수소 개질기, 수소 연료전지, 배터리로 구성된 이 시스템은 친환경적인 추진 방식이다. 경사 시험(Heel test)은 선박이 실제 항해 중에 겪을 수 있는 10도 경사 상황에서 시스템이 안정적으로 작동하는 평가하기 위해 수행되었다. 시험 결과, 암모니아 개질기는 경사 조건에서도 안정적으로 수소를 생산하였다. 연료전지와 배터리가 결합된 하이브리드 시스템은 부하 변동 상황에서도 효율적으로 전력을 관리하고 안정적인 전력 공급을 유지했다. 특히 경사 상태에서도 시스템 성능 저하 없이 연료전지와 배터리 전력, 전류, 전압의 상호작용이 원활하게 이루어졌음을 확인할 수 있다. 본 연구는 향후 친환경 선박의 핵심 기술로 자리 잡을 수 있는 암모니아 기반 추진 시스템의 안정 성과 성능을 실험적으로 검증하였다는 점에서 그 의미가 있으며, 따라서 본 연구 결과는 해운 산업에서 암모니아 기반 추진 시스템의 사용 화 가능성을 높이는 중요한 기초 자료를 제공할 것으로 기대된다.

In this study, flow analysis was performed using ANSYS CFX to evaluate the performance of the 30kg hydrogen fuel cell hexa-copter drone in hovering flight. In the case of a hydrogen fuel cell hexa-copter drone, a total of four cooling fans are mounted on the drone's body in two pairs on the left and right to cool the fuel cell module. In order to evaluate the effect of the air flow from the cooling fan on the aerodynamic properties of the hydrogen fuel cell drone as the mounted cooling fan operates, the change in thrust for the case where the cooling fan operates and does not operate was compared and analyzed. Looking at the analysis results, it was found that the presence or absence of the drone's cooling fan had little effect on the drone's thrust through the thrust results for the six wings.

국제적으로 선박의 온실가스 배출 감소 요구가 증가함에 따라 어선에서의 탄소배출량 저감 역시 중요한 과제가 되었다. 특 히 2023년 기준 국내의 어선 64,233척 중 60,272척이 총톤수 10톤 미만의 소형어선인 점을 고려할 때, 전기추진설비의 안전한 소형어선 적용을 위한 법제 정비가 필요하다. 본 연구는 노르웨이 해사청의 소형 선박 배터리 시스템 안전 규정을 검토하고 국내의 기준인 「전 기추진 선박기준」과 어떠한 차이점이 있는지를 비교·분석하였으며, 이러한 연구를 통해 열폭주 확산 시험의 강화와 절연 성능이 인증 된 냉각수의 사용, 배터리실 내의 배관과 소화전, 환기설비에 대한 각종 요건과 소화설비의 해수 사용을 금지하는 요건 등 소형어선에 서의 안전한 배터리시스템 사용을 위한 관련 법령의 정비 방안을 제안하였다.

Recently marine accidents involving floating objects have been continuously increasing due to domestic coastal traffic conditions, and as a result cases of secondary-linked reduction gear damage have also occurred one after another. This research aims to evaluate the ship propulsion system safety through the analysis the effect of the torsional stress generated on the propeller shaft system when a rope or net is wrapped around a propeller at sea through theoretical analysis, simulation analysis, and ship empirical test.

본 연구에서는 온실가스 배출을 감축하기 위해 메탄올을 추진 연료로 사용하는 선박에 수소 연료전지 시스템이 추가된 하 이브리드 시스템 공정을 설계하였다. Case1에서는 메탄올 연료 엔진 시스템을 설계하여, 엔진에 가솔린 대신 메탄올을 연료로 공급했 을 때의 배기가스 배출량을 알아보았다. Case2에서는 Case1에 메탄올 개질 시스템을 추가해, 수소연료전지 시스템을 설계하였다. 이 하 이브리드 시스템에서는 그레이 수소를 생산하며, 엔진과 연료전지의 출력을 조합하여 선박을 구동한다. 하지만 그레이 수소는 수소를 생산하는 과정에서 탄소를 배출한다는 단점이 있다. 이 점을 보안하기 위해 Case3에서는 CCU시스템을 추가하였다. Case2에서 배출한 Flue gas의 이산화탄소를 포집한 후, 그레이 수소와 합성해 블루 메탄올을 생산하였다. 본 연구에서는 Case study를 통해 개질 온도22 0℃, 개질 압력500kPa, SCR은 1.0, flow ratio가 0.7일 때 최적의 운전조건임을 알 수 있었다. Case3의 시스템은 Case1에 비해 탄소 배출량 을 42% 감소시켰다. 결과적으로, Case3의 하이브리드 시스템을 통해 선박의 이산화탄소 배출을 유의미하게 저감할 수 있을 것으로 예 상한다.

본 연구에서는 너클 라인이 다수 존재하면서 안팎 형상이 비대칭으로 설계된 특이점을 갖는 쌍동선의 자항성능을 예측하기 위 해 CFD 해석을 수행하였고, 해석 기법에 따른 차이를 파악하기 위해 MRF(Moving Reference Frame) 기법과 SDM(Sliding Mesh) 기법을 적용하 였다. MRF 기법을 적용한 경우에는 time step당 프로펠러를 1˚ 회전시켰고, SDM 기법의 경우 10˚, 5˚, 1˚씩 회전시키며 각 기법별 예측된 자 항성능을 비교하였다. 자항점 추정을 위한 몇 가지 프로펠러 회전수에서의 해석 결과 중 프로펠러의 토크는 기법에 따른 차이가 거의 없었 지만 추력 및 선체가 받는 저항은 MRF 기법보다는 SDM 기법을 적용했을 때 더 낮게, SDM 기법의 time step당 프로펠러 회전각이 작을수 록 높게 계산되었다. 선형 내삽을 통해 추정된 자항점의 프로펠러 회전수, 추력, 토크와 실선 확장법을 사용해 추정된 실선의 전달동력, 반 류 계수, 추력 감소 계수 및 프로펠러 회전수도 동일한 경향을 보였으며, 대부분의 자항효율은 반대의 경향을 보였다. 프로펠러 후류의 경 우 MRF 기법을 적용했을 때 정확도가 떨어졌고, SDM 기법의 time step당 프로펠러 회전각에 따라 표현되는 후류의 차이는 거의 없었다.

In compliance with environmental regulations at sea and the introduction of unmanned autonomous ships, electric propulsion ships are garnering significant attention. Induction machines used as propulsion electric motor (PEM) have maintenance advantages, but speed control is very complicated and difficult. One of the most commonly used techniques for speed control is DTC (direct torque control). DTC is simple in the reference frame transformation and the stator flux calculation. Meanwhile, two-level and three-level voltage source inverters (VSI) are predominantly used. The three-level VSI has more flexibility in voltage space vector selection compared to the two-level VSI. In this paper, speed is controlled using the DTC method based on the specifications of the PEM. The speed controller employs a PI controller with anti-windup functionality. In addition, the characteristics of the two-level VSI and three-level VSI are compared under identical conditions. It was confirmed through simulation that proper control of speed and torque has been achieved. In particular, the torque ripple was small and control was possible with a low DC voltage at low speed in the three-level VSI. The study confirmed that the application of DTC, using a three-level VSI, contributes to enhancing the system's response performance.

The domestic shipbuilding industry is building high-value-added ships such as LNG and LPG, and the demand for natural gas, a clean energy source, is continuously increasing. Climate change, such as global warming, is occurring due to rising oil prices and excessive use of fossil fuels. To protect their homes from the changing environment, 121 countries announced intensive climate target policies to reduce carbon emissions to 0% by 2050. In this study, modeling and design were performed using SUS410 and SUS304L about the operating part of the Pilot valve based on the physical properties of the aluminum alloy used in the Pilot valve, a component of the gas pressure Regulating valve for LNG ships. Numerical We want to develop the optimal Pilot valve by comparing and analyzing the results using ANSYS, an analysis simulation program.

국내외 매년 지속적으로 증가하는 대기오염의 상당량이 선박에서 배출되고 있으며, 이러한 선박에서의 배출량을 감축하기 위 해 정부는 환경규제를 강화하고 해양대기환경 개선을 위해 「환경친화적 선박의 개발 및 보급 촉진에 관한 법률」을 제정 및 시행하여 친환경 에너지를 동력원으로 사용하는 환경친화적 선박을 보급하여 해양오염 저감 기술이 개발되도록 하고 있다. 환경친화적 선박의 기 술은 최근 순수 전기추진 내지는 전기복합 추진체계까지 진화하고 있으나, 선박의 안전한 운용을 위한 검사 및 설비기준 등 관련제도의 정비는 이를 못 따라가는 실정으로, 특히 국내 연안선박의 다수를 차지하는 어선에 대한 제도는 정비가 시급한 시점이다. 이번 연구를 통 해 어선에의 전기복합 추진체계 등의 적용을 위해 핵심기자재인 배터리, 전력변환장치 등을 정의하고 이에 필요한 안전기준을 진단, 마련 하여 친환경 어선의 도입과 보급을 위해 관련된 산업을 지원할 수 있도록 최소한의 안전기준안을 마련하고자 한다.