• 대한기계학회논문집B
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• 제36권6호
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• pp.593-600
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• 2012

대형 선박의 추진용 디젤엔진에서 버려지는 배기가스의 열을 회수하기 위한 랭킨사이클이 적용된 발전시스템에 대하여 R245fa 및 water의 작동유체에 따른 그 엑서지 특성을 분석하였다. 그 이론적인 계산 결과로, R245fa에 대하여 터빈입구의 압력이 증가할수록 엑서지 효율 및 시스템의 엑서지 효율이 증가하였고, 엑서지 파괴율은 주로 응축기 및 증발기에서 상대적으로 높게 나타났다. 그리고 질량유량의 증가에 따라 시스템의 엑서지 효율이 증가하는 특성을 보였다. Water의 경우에, 증발기에서의 엑서지 파괴율은 R245fa의 경우와 유사하게 나타났지만, 터빈입구의 압력 및 질량유량 비율의 변동에 대하여 열원에 대한 엑서지 손실률이 가장 큰 폭으로 변동하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권3호
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• pp.293-299
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• 2012

대형 선박의 추진용 디젤엔진에서 버려지는 배기가스의 열을 회수하기 위한 랭킨사이클이 적용된 발전시스템에 대하여 R245fa 및 water 의 작동유체들에 따른 열역학적 효율 특성을 분석하였다. 그 이론적인 계산 결과로, 고정된 질량유량의 R245fa 에 대하여 터빈입구의 압력이 증가할수록 사이클, 시스템, 및 전체적 효율이 증가하였고, 사이클에 의해 발생되는 순동력도 증가하는 특성을 보였다. 반면, water 의 경우에는 R245fa 에 비하여 더 낮은 질량유량 및 터빈입구 압력의 비율에서 최대의 시스템 효율을 보였다. 또한 water 에 대하여 최적화된 사이클의 순출력, 시스템 효율, 및 전체적 효율의 값들은 R245fa 의 경우보다 더 크게 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권9호
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• pp.937-944
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• 2012

선박의 주 추진용 디젤엔진에서 배출되는 배기가스의 폐열을 회수하는 발전시스템에 대하여, 작동유체로서 물이 적용된 3 변 사이클에 대한 열역학적 특성을 이론적으로 조사하였다. 그 결과로, 하나의 열원이 주어지면, 에너지 및 엑서지 효율은 터빈입구에서 작동유체에 대한 압력 및 온도의 특정한 조건에 의하여 최대화될 수 있었다. 그러한 조건에 대하여 응축온도의 증가에 따라, 터빈의 체적 팽창비를 적절하게 감소시킬 수 있었는데, 열원의 엑서지 손실률 및 응축기에서 엑서지 파괴율이 크게 증가되었다. 따라서, 상부 사이클에서 버려지는 엑서지를 회수하기 위하여, 저온 열원에 적합한 유기랭킨사이클을 하부 사이클로 적용하는 복합 사이클이 유용할 수 있다.

• 한국해양공학회지
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• 제31권6호
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• pp.379-387
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• 2017

In this study, a pile-guide mooring system (PGMS) was designed for an offshore liquefied natural gas bunkering terminal (LNG-BT), which is an essential infrastructure for large LNG-fuelled ships. The PGMS consisted of guide piles to restrict five motions of the floater, except for heave, as well as a seabed truss structure to support the guide piles and foundation piles to fix the system to the seabed. Singapore port was considered for a case study because it is a highly probable ports for LNG bunkering projects. The wave height, current speed, and wind speed in Singapore port were investigated to calculate the environmental loads acting on the hull and PGMS. A load and resistance factor approach was used for the structural design, and a finite element analysis was performed for design verification. The steel usage of the PGMS was analyzed and compared with the material usage of a gravity-based structure under similar LNG capacity and water depth criteria. This paper also describes the water depth limit and wave conditions of the PGMS based on estimation of the initial investment and the present value profit difference. It suggests a suitable LNG-BT support system for various design conditions.

• 한국항만경제학회지
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• 제32권1호
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• pp.123-133
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• 2016

환경오염에 따른 기후변화의 심각성이 대두됨에 따라 전 세계적으로 환경규제가 강화되고 있으며, 국제해사기구(IMO)에서도 선박연료유의 황함유량 제한 및 배출제한지역 설정 등 해운분야의 환경규제를 강화하고 있다. 이러한 환경규제 강화로 선박 연료유 교체에 대한 검토가 이루어져 왔으며, 가장 경쟁력 있는 대안으로써 LNG가 부각되고 있다. LNG는 기존 연료유 대비 유해가스 배출량을 대폭 줄일 수 있으며, 비용도 저렴하다. 따라서 해운에서는 LNG 추진선박의 건조가 확대되고 있고, 항만에서는 LNG 벙커링을 위한 터미널의 구축과 시범사업 등이 추진되어 있다. 부산항도 이러한 변화에 대응하기 위해 LNG 벙커링 터미널 개발을 준비하고 있다. 그러나 터미널 개발 이후 성공적인 사업운영을 위해 핵심적인 가격경쟁력 확보방안에 대한 연구는 거의 없는 실정이다. 기존 선행연구들도 대부분 LNG 벙커링 터미널의 설계, 안전과 LNG 추진선 도입의 타당성을 중심으로 수행되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 향후 부산항에 LNG 벙커링 터미널이 개발된다면 어떻게 가격경쟁력을 확보할 수 있을지에 대한 검토를 수행하였다. 이를 위해 본 연구에서는 우선, 해외 주요 항만의 사례를 기반으로 LNG 벙커링 공급구조와 가격구조를 분석하였다. 또한 벙커링 시장의 가격특성과 우리나라 LNG의 도입비용에 대해서도 분석 하였다. 연구 결과 부산항의 경우 해외 항만과 동일한 사업 구조 및 벙커링 방식으로는 경쟁항만인 싱가포르항 대비 가격경쟁력을 확보하기 어려울 것으로 나타났다. 또한 우리나라는 싱가포르에 비해 LNG 를 수입할 경우 톤당 약 50$이 더 높은 프리미엄이 책정되어 있다. 따라서 부산항은 LNG 벙커링 사업 구조를 LNG를 수입하고 벙커링용으로 판매하는 구조가 아닌 중개 방식의 사업구조를 도입함으로써 우리나라의 높은 '프리미엄'을 배제시켜 도입비용에서 경쟁력을 갖출 수 있을 것으로 판단된다. 또한 벙커링 방식도 하부시설 건설 시 공동구가 설치되어 있는 부산항 신항의 물리적인 장점을 활용하여 파이프라인을 이용한 벙커링을 함으로써 서비스 비용을 최소화할 수 있고, 초기 투자비의 최소화하는 관점에서 최적입지 선정도 중요하다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.2071-2075
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• 2008

독일 내륙수로의 길이는 12개강을 중심으로 7,306 km이며, 북해의 하구로부터 라인강 상류 바젤까지 여객과 화물이 운반된다. 또한 라인강과 마인강, 도나우강을 거쳐 동유럽을 관통하여 흑해까지 연결되어 물류의 이동뿐만 아니라 인적 및 문화의 교류가 활발히 이루어지고 있다. 독일 내륙 운하법은 연방내륙수로법, 선박기록규정법, 특허규정, 배기가스 규제에 관련된 법규 등으로 구성되었다. 특히 물길 잇기를 자연친화적인 방법으로 추진하였으며, 하천환경복원에 많은 투자와 배려를 아끼지 않았다. 라인강 상류지역을 직선하천으로 만들므로 홍수통제를 이루었으며, 하류지역 홍수범람문제의 해결책으로 상류지역에 천변저류지를 건설하였다. 또한 옛 가지천을 활용해서 지하수 수위 저감을 막을 수 있었다. 도나우강은 수로의 수심을 유지하기 위해 자연친화적인 공법을 적용하여 생태하천으로 복원되었다.

• 과학과기술
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• 제11권10호통권113호
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• pp.27-29
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• 1978

세계의 석유자원은 향후 30년의 가채년수 뿐일 것이라는 추정은 이제 상식화된 느낌이다. 그래서 세계 선진국들은 석유를 대신할수 있는 에너지원으로서 석탄의 가스 액화, 수소, 원자력, 태양열광 등의 개발을 추진하고 있다. 아직 우리는 석유의 꿈을 버리지 않고 있으며, 한편으로는 원자력 발전소 건설에 기대하고 있다. 국내에도 태양에너지 연구가 활발히 진행되고 있는 줄 안다. 고리에 원자발전 제1기를 점화한 우리는 계속 2,3,4의 발전소를 계획하고 있다. 따라서 1990년대 우리 나라 소요에너지의 75%를 원자력에 두게 될 것이라는 전망이고 보면 향후 우리의 생활과 원자력 발전은 불가분의 관계를 이끌어가게 될 것으로 본다. 우리는 지금 육상에서 원자력 발전을 이용하는 단계이나 선진제국은 원자력을 선박 추진력에 이용하는 단계에 있다. 미국을 비롯해서 소련, 영국, 서독, 프랑스, 일본 등이 원자력선 개발에 열을 올리고 있어 앞으로 10년 뒤에는 원자력선 시대의 막이 올려질 것으로 전망된다.

• 기계와재료
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• 제21권4호
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• pp.38-46
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• 2010

고온 고압의 부식 환경 하에서 사용할 수 있는 고내구성 재료 개발은 항공기와 선박의 추진체 및 발전기 등과 같이 고온부에서 작동하는 장치 설비의 수명 확보 및 안전성 보장을 위해 관련 산업계의 지속적인 연구 개발이 요구되고 있는 분야이다. 최근 세계 각국에서 발전소를 중심으로 한 새로운 고효율 에너지 생산 시스템화 계획이 구체화됨에 따라, 과거 한 종류의 연료 연소 방식으로부터 다양한 연료를 사용할 수 있는 시스템으로 전환함과 더불어 극심한 고온 산화 환경 변화에 유연하게 대응할 수 있는 소재 개발이 주요한 기술적 이슈로 부각되고 있다. 이와 같은 측면에서, 소재 '표면'의 기계적 열화를 극복하면서 생산 경쟁력을 갖춘 '새로운' 보호 코팅 기술은 가스 터빈 엔진 제조업체와 같은 장치 설비 제조 업체의 요소 기술 영역으로 자리매김 하고 있다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권2호
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• pp.238-247
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• 2023

선박 연료로서 LPG는 현재의 기술과 경제성 등을 고려하였을 때 매력적인 연료이다. 하지만, 아직 LPG 연료 선박의 안전 지침을 개발 중에 있고, 국내에서는 중소형 선박에 LPG 추진 시스템을 적용한 사례가 없다. 본 연구에서는 국내 최초 개발된 해상용 LPG 엔진 시스템에 대해 보다 객관적인 위험성 평가를 수행하고 안전 운용 기준을 제안하고자 한다. 우선, 위험과 운전 분석 기법을 통해 동 엔진 시스템을 5개의 검토 구간으로 분할하고 총 58가지의 위험요소를 식별하였다. 그다음 정성적 평가인 HAZOP 기법의 주관성을 보완하기 위해 퍼지 이론을 사용하고 검출도, 민감도 등 위험 요인을 추가하여 퍼지 분석적 계층 과정을 통해 위험 요인의 상대적 가중치를 비교하였다. 그 결과, 5가지의 위험 요인 중, 위험성에 가장 큰 영향을 미치는 위험 요인은 발생 빈도와 심각도로 평가되었다. 마지막으로, 위험 요인에 대한 가중치를 고려하여 위험 순위를 세밀하게 선정하기 위해 퍼지 TOPSIS 기법을 적용하였다. 그 결과, 위험 등급은 47개 그룹으로 구분할 수 있었고, 동 엔진 시스템의 운용 중 가장 위험도가 높은 위험요소는 LPG 공급 라인 유지 보수 중 가스 누출로 분석되었다. 본 연구에 제안된 기법을 LPG 공급계통 등 다양한 설비에도 적용하여, 향후 LPG 추진 선박의 안전 기준 마련을 위한 위험성 평가의 표준절차로 활용할 수 있기를 기대한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권2호
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• pp.197-206
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• 2023

최근 국제해사기구(IMO)를 비롯한 국제사회에서 선박의 대기오염 배출 규제를 강화하고 있으며, 배기가스 배출을 줄이기 위한 친환경 선박 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 그중에서도 풍력 보조 선박추진 시스템 중 하나인 로터 세일(Rotor Sail, RS)이 다시금 주목받고 있다. RS는 선박 데크에 설치되는 원통형 실린더 장치로 마그누스 효과를 사용하여 유체 동역학적 양력을 생성하는 장치이다. 이는 차세대 친환경 보조 추진 기술 중 하나이며, RS 적용 선박을 개발한 Enercon 사(社)에서는 약 30% 이상의 연료 절감이 가능하다고 발표했다. 본 연구에서는 다중 RS를 선박에 설치할 경우 RS 간격 및 배열 형태와 같은 최적의 설치 조건을 선정하고자 하였으며, RS 배열에 따른 유동특성을 확인하기 위하여 AR(Aspect Ratio) = 5.1, SR(Spin Ratio) = 1.0 및 로터세일 지름과 엔드 플레이트 지름 비(D_e/D)= 2.0 로 고정하고 자유 유속 U = 5 m/s로 풍향은 +y 축 단방향에 대한 조건만 고려하였다. 배열 조건은 횡방향 거리는 +x 축 방향으로 3D ~ 15D까지 3D 간격으로 총 5가지 조건을, 종방향 거리는 +y 축 방향으로 5D ~ 25D까지 5D 간격으로 총 5가지 조건을 설정하였으며, 사각 형태(□)와 마름모 형태(◇) 배열에 따른 양력계수(C_L), 항력계수(C_D)와 공기역학적 효율(C_L/C_D)을 비교하였다. 결과적으로 종방향 간격에 따른 RS의 영향은 크게 차이가 없었으나, 횡방향 간격에 따른 RS 유동특성의 경우 두 RS가 바람 방향에 거의 일치할 때 RS의 상호작용 효과가 가장 크게 나타났다. 배열에 따른 RS 유동특성의 경우, 전방(0°) 방향에서 바람이 불 때 마름모 형태(◇) 배열이 RS 간의 후류 영향을 가장 덜 받는 것으로 나타났다.