• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권4호
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• pp.316-322
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• 2017

본 논문의 주 목적은 수치해석 도구를 활용하여 저항성능 관점에서 우수한 선형을 개발하는 것이다. 최종 개발된 선형의 성능 평가를 위해 수조 모형시험을 수행하였다. 현존선은 도면을 바탕으로 실물과 도면의 타당성 검토를 위해 실태조사를 수행하였다. 실태조사 시에 실제 운항 상태인 주 운항 배수량 및 주 운항 선속을 확인하였다. 수치해석을 바탕으로 현존선의 저항성능을 검토하였다. 개발선은 선수어깨의 파형개선, 배수량 분포의 균형화, 단면형상의 수정 그리고 중앙 스케그의 크기와 형상 변경에 관한 스터디를 통해 도출되었다. 수치해석 결과 개발선은 조파저항 개선에 의해 저항성능 관점에서 주 운항 선속인 11노트에서 약 15% 개선된 양을 보여주었다(Table 4 참조). 개발된 선형의 성능 평가를 위해서 수조 모형시험을 수행하였으며 그 결과 11노트에서 약 17% 개선된 양을 보여주었다(Table 5 참조).

• 한국수산과학회지
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• 제25권6호
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• pp.529-537
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• 1992

본 실험은 에어리프트 펌프의 펌핑 성능과 에어레이션 능력을 조사하기 위해 수행했다. 펌프로는 2, 3, 4, 6인치 내경의 PVC 파이프를 사용했으며 펌프의 길이는 34.5인치였다. 공기 공급장치로는 정격 1 마력의 불로워를 사용하였다. 공기 유량 계측은 유량 게이지(풍속계)를 사용하였으며, 공기 압력은 물이 펌핑될 때 수위 변화로 측정했다. 펌프에 의한 에어레이션 성능 시험은 표준 에어례이션 테스트 방법으로 수행했다. 그 때 펌프출구의 중심선의 위치는 물 표면으로부터 3인치 위가 되도록 설정하였다. 수중의 산소농도는 에어레이션율을 산출하기 위하여 측정되었다. 탱크 속에서 수위 설정은 에어리프트 점프의 위치를 상하로 변경시켜 조절했다. 그 결과 수면에서 펌프의 위치가 높은 상태에서 물의 토출양은 공기의 공급량이 증가함에 따라 감소했다. 물 토출량의 감소율은 4인치와 6인치 펌프에서 높았으며, 직경이 작은 펌프에서 감소율은 그 정도가 미미했다. 시간의 변화에 따라 측정한 각 펌프의 에어레이션 성능은 2인치 펌프를 제외하고 3, 4, 6인치 펌프에서 비슷한 결과를 보았다. 6인치 펌프는 점핑 수두를 최소로 했을 때 가장 우수한 물 순환 효과를 얻을 수 있었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제34권10호
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• pp.741-746
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• 2010

선박이 파랑중을 항행할 경우에는 정수중에 비하여 저항이 증가하기 때문에 예부선의 안정성 확보를 위해 예선의 예인마력과 예인삭의 절단하중 등을 산정할 때에 부선의 정수중 저항값 및 파랑중 저항값을 정확히 추정해야 안전한 예항업무를 이행할 수 있다. 현재 정부에서 제안하고 있는 방법에 의하면 부선의 전저항 산정시 마찰저항, 조파저항, 공기저항은 선체의 형상 및 예선의 속력 등을 고려하여 산정하지만 부가저항은 유의파고에 따라 일률적으로 적용하고 있다. 본 연구에서는 파랑중 부가저항 추정을 위해 수치계산을 실시하여 wigley 선형에 대한 기존의 실험 데이터와 상호 비교함으로서 본 계산법의 유효성을 검증하고, 검증된 수치계산법을 토대로 실무에서 많이 사용되고 있는 두개의 부선 모델을 대상으로 계산을 실행한 결과 부선의 부가저항은 파도와의 만남각에 따라 약 0.3∼1.1톤, 예인속력에 따라 약 0.4∼1.2톤, 선수형상에 따라 약 0.5∼1.1톤으로 차이가 발생함을 확인하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제34권6호
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• pp.417-422
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• 2010

정수중 부선 주위의 유동 특성을 조사 및 분석하기 위하여 부선의 저항성능을 모형시험과 CFD를 이용한 수치계산에 의하여 해석하였다. 모형실험은 무한수심 조건에서의 회류수조에서 저항과 선측파형 등을 관측하였으며, 유동장 해석을 위하여 VOF(Volume of Fluid)법을 기초로 한 수치 시뮬레이션을 이행하였다. 부선의 형태에 따르는 유동특성을 파악하기 위하여 서로 다른 모습의 부선 모형을 제작하였으며, 모형실험은 설계속도를 7kts로 정하고 역조와 순조의 조류 영향을 고려하여 5kts~10kts의 구간에서 실험을 실시하여 각 속도에 따르는 저항 특성을 비교 검토 하였다. 수치 시뮬레이션은 일정 속도에서 만재상태를 기준으로 하여 계산을 수행하였으며 수조 실험 결과와 상호 비교함으로서 본 수치계산법의 타당성을 검증할 수 있었으며, 부선의 저항성능 및 선체 주위 유동장의 특성을 분석하였다. 저속일 때 25% 정도의 저항의 차이가 발생하고, 7kts부터 유효마력이 급격히 증가하는 현상을 파악할 수 있었다.

• 대한교통학회지
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• 제25권5호
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• pp.79-90
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• 2007

도로의 최대종단경사는 차량의 등판능력에 좌우된다. 과거에 비해 차량의 성능이 좋아질수록 도로의 최대종단경사는 조정될 수 있다. 하지만, 미국(AASHTO, 1990, 2004)에서는 설계기준트럭이 300lb/hp에서 200lb/hp로 성능이 상승했음에도 불구하고, 적용되는 최대 종단경사는 거의 변화가 없다. 따라서, 현재 차량의 성능을 고려한 최대종단경사의 검토 및 조정의 검토가 필요한 실정이다. 특히 국내의 지형은 산악지가 많고, 험준한 지역이 많으므로 실정에 맞도록 최대종단경사의 검토가 필요하다. 본 연구에서는 차량의 성능의 개선과 도로 설계자가 당면한 결정의 문제를 인식하고 세계 각국의 지형과 최대종단경사 적용기준을 비교하여 우리나라의 최대종단경사의 적정성을 확인한다. 또한, 교통시뮬레이션 프로그램을 이용하여 차량의 성능향상에 따른 새로운 트럭 성능곡선을 토대로 최대종단경사를 판단한 결과 $1{\sim}2%$ 정도 종단경사 완화가 가능한 것으로 판단한다.

• 수산해양기술연구
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• 제39권2호
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• pp.134-142
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• 2003

FRP 소형 선박의 선내소음의 원인을 규명하고 이들에 대한 합리적인 허용기준 설정 및 저소음화 설계를 위해 FRP 4~11톤급 신조 소형 선박을 대상으로 시운전시에 선내소음을 측정하여 소형 선박의 선내 소음특성 및 소음과 진동과의 상관관계를 검토, 분석하고, 이들에 대해 IMO와 DNV의 허용기준상의 적합도를 비교한 결과를 요약하면 다음과 같다. 소형 선박의 선내 소음 최대 레벨 범위는 79~115$dB$(A)로 나타났다. 또한, IMO 및 DNV 규제치와 비교에서 주기관실 소음은 비슷하게 나타났으며, 상부, 하부 거주실의 소음은 각각 5~19$dB$(A), 18~22$dB$(A) 높고, 조타실의 소음은 14$dB$(A) 높았으며, 동형선 E와 G선의 소음비교에서 선박의 크기, 마력이 비슷함에도 불구하고 E선 주기관이 G선의 주기관보다 진동 및 소음이 제작당시부터 높은 것으로 판단되었다. 한편 소음원 규명을 위한 진동과의 상관관계에서 주기관실, 상부 거주실, 하부 거주실, 조타실, 연통상부 모두 3차수가 우세하게 나타났으며, 3차수가 각 선내소음을 일으키는 주원인으로 판단된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제13권2호
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• pp.133-140
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• 2007

예로부터 선장은 경험적으로 기상, 선박 제원 상태 및 운항 일정을 고려하여 최적의 항로를 선택하여 항해하여 왔다. 이는 선장의 경험을 바탕으로 해류나 파랑에 대한 기상 예보 정보를 활용하여 최적항로를 결정하는 것으로 아직까지 선상에서 항로 결정을 보조해주는 디지털화한 시스템은 그 사례를 찾아보기 힘들다. 본 논문에서는 선박의 운항 효율성과 안전성의 관점에서 구성된 선상 최적 항로 안전 평가 시스템을 소개한다. 선사와 선장이 요구하는 효율적인 항해를 위해서는 도착예정시간 및 연료소모량을 최소로 하는 최적 항로를 구한다. 이는 선박의 파랑 중 부가저항에 기초를 둔 선속 저하 빚 마력 증가를 고려하여 계산한다. 안전성 관점에서는 3D 판넬법에 기초를 둔 선박의 내항 계산을 본 시스템에서 구현하여 내항 평가를 수행하며, 최종적으로 선박의 항로 안전 계획 및 평가를 위한 보조 수단이다.

• 선박안전
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• 통권25호
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• pp.47-63
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• 2008

저항성능 측면에서 한국 어선선형의 특성을 파악하기 위하여, 본 연구에서는 한국과 일본에서 건조되어진 대표적인 어선을 한 척씩 선정하여 두 어선의 선형적 특성을 비교하였다. 또한 한국 어선의 선형적 특성들, 즉 일부 대표적인 선형요소들과 이를 제외한 기타의 국부적 선형특성들을 일본어선의 선형을 참고로 보정함으로써 우리나라 어선들의 저항성능을 향상시킬 수 있는 방안에 대하여 연구하였다. 한국어선과 일본어선은 해양환경과 어업의 종류가 다를 뿐만 아니라 관습적인 이유 등으로 선형의 차이가 있게 되며, 이것은 한국 어선이 일본 어선에 비하여 같은 배수량을 가지더라도 배 길이가 짧은 반면 폭이 넓으며 흘수가 얕은 대표적인 선형요소들의 차이로 확인할 수 있다. 이러한 차이를 고려하여, 일본어선들에 대한 유효마력 추정프로그램을 한국어선들에 맞게 보정.개발하는 과정을 통하여 양국 어선의 저항성능 차이를 확인할 수 있었으며, 보정된 프로그램을 이용하여 연구대상의 한국어선에 대한 저항저감효과를 줄 수 있는 선형요소들을 도출함으로써 선형요소들의 변화에 따른 저항성능 효과를 확인할 수 있었다. 그러나 선형요소들의 보정에도 불구하고 한국어선의 저항성능은 여전히 일본어선의 그것보다 떨어짐을 확인하여, 본 연구에서는 대표적인 선형요소들뿐만 아니라 국부적 선형특성 즉, 선수부에서 차인선(chine line) 경사도, 용골의 형상, 선미길이(용골 끝에서 선미단까지의 거리)를 각각 보정해 봄으로써 보다 더 큰 저항성능의 개선효과를 확인하였다. 본 연구결과는 앞으로 저항성능이 우수하면서도 실용 가능한 개량된 한국 어선선형의 개발에 기초적인 자료로서 활용이 가능할 것으로 사료된다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제18권6호
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• pp.12-18
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• 2015

Recently, the development trend of turbomachinery is high capacity and high efficiency. Most of turbomachinery in the market are adopting ball bearings or air foil bearings. However, ball bearings have a limit for high speed product over $2.0{\times}10^6DN$(product of the inner diameter of the bearing in mm (D) and the maximum speed in rpm (N)). Air foil bearings have a limit for high axial load for high power products over 200~300 HP(horse power). Magnetic bearing is one of the solutions to overcome the limits of high speed and high axial load. Because magnetic bearings have no friction between the rotor and the bearings, they can reduce the load of the motor and make it possible to increase the rotating speed up to $5.0{\times}10^6DN$. Moreover, they can have high axial load capacity, because the axial load capacity of magnetic bearing depends on the capacity of the designed electromagnet. In this study, the radial and thrust magnetic bearings are designed to be applied to the 200 HP class turbo blower, and their performance was evaluated by the experiment. Based on the tests up to 26,400 rpm and 21,000 rpm under the no-load and load condition, respectively, it was verified that the magnetic bearings are stably support the rotor of the turbo blower.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제3권1호
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• pp.15-21
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• 2015

가스 엔진 히트 펌프는 가스 엔진의 축동력으로 압축기를 구동하는 시스템으로 전력을 거의 사용하지 않고, 엔진 폐열을 활용하기 때문에 하절기와 동절기에 전력 Peak 를 억제하는 공조기로 주목을 받고 있는 제품이다. 제품 개발 시 시스템 성능 예측이 중요하므로 이를 위해 초기 설정한 운전점에서 열교환기 및 압축기의 특성을 반영하여 반복 계산을 수행하면 최종적인 운전점을 도출할 수 있고, 가스 엔진의 성능 데이터를 활용하면 가스 엔진 히트 펌프의 정확한 효율을 예측할 수 있다. 난방 성능을 예측할 때에는 엔진 폐열이 시스템에 공급되기 때문에 외부 열을 흡입하는 구간과 엔진 폐열을 흡입하는 구간을 동시에 고려해야 예측의 정확도를 높일 수 있다. 25 마력 가스 엔진 히트 펌프의 성능을 예측한 값은 실제 측정한 값과 비교하였을 경우 5% 정도의 오차가 발생하며 향후 성능 예측 모델을 구성되는 부품 특성을 반영하면 오차의 폭이 감소될 것으로 예상된다.