이 글은 「일본 LPG협회」가 통산성 자원에너지청에 제출한 「LPG 비축에 대한 요망사항」의 부속자료 「LPG비축 코스트에 대해서 」를 옮긴 것이다. 이 비축코스트 시산을 일본 LPG 협회 비축위원회가 50일 비축목표를 달성할 때까지의 매년도 비축 코스트를 최근 데이터와 정부 조성제도에 의거 계산한 것이다. 내용면에서 단순한 비축 코스트의 계산뿐만 아니라, LPG비축에 관한 제문제를 다룬 것이어서 시사하는 바 많을 것으로 생각된다. <편집자주>
본 논문에서는 비축 포물 거울을 통과한 레이저 빔의 파면을 측정하는 방식으로 국내 및 국외에서 제작된 비축 포물 거울을 평가하였으며, 이로부터 비축 포물 거울의 집속 성능 및 정렬 민감도를 측정하였다. 국외에서 제작된 비축 포물 거울은 직경 약 34 mm의 레이저 빔에 대해 고차 파면 수차(higher-order aberration)의 rms 값이 $0.03{\mu}m$ 정도로 작아 광학적으로 좋은 품질을 갖는 것으로 판명되었다. 국내에서 제작된 비축 포물 거울은 같은 34 mm의 레이저 빔에 대해 고차 파면 수차의 rms 값이 $2.01{\mu}m$나 관측되어 아직 개선이 필요한 것으로 보인다. 또한, 비축 포물 거울의 회전 정렬 오차에 대한 비점수차(astigmatism)의 민감도를 측정한 결과 회전 정렬 오차에 대한 비점수차의 민감도는 $0.371{\mu}m/mrad$인 것으로 관측되었다. 이는 광선 추적 소프트웨어를 사용하여 계산한 값과 거의 같은 양으로 이러한 비점수차의 정렬 민감도 측정은 비축 포물 거울을 정렬하는데 도움을 줄 것으로 생각된다.
비축 반사경의 DTM (Diamond Turning Machine) 가공을 하기 전에는 시간 및 비용의 절감을 위해 CNC(Computerized Numerically Controlled Machine Tools)를 이용하여 비축면의 곡률반경과 가장 유사한 형태의 구면으로 1차 가공 후 3축 이상을 제어할 수 있는 MC (Machining Center)를 이용하여 근사한 비축면을 먼저 가공한다. 이후 DTM으로 광학계에서 요구하는 형상 정밀도 및 표면 조도를 만족하는 비축면을 완성한다. 하지만 비축면을 가공하는 경우, 일반적인 축 대칭 광학계와 달리 가공장비에 장착된 기상계측기를 사용할 수 없기 때문에 외부 장비를 이용하여 반사경 표면을 측정해야한다. 이때 측정과 가공 단계 사이에서 정렬오차가 발생하여 반사경의 형상 정밀도 향상을 위한 보상가공에 어려움이 있다. 본 연구에서는 비축면 반사경의 가공과 측정 과정 사이에 발생하는 정렬오차를 최소화 할 수 있는 DTM 가공용 지그를 설계 및 제작하였다. 또, DTM으로 가공한 반사경의 측정값과 설계값을 비교하여 알루미늄 반사경의 광학 성능을 평가하였다. 이러한 성능 평가 결과는 비축면 반사경의 형상 보상가공을 위한 모델링 방법을 고안하는데에 있어 핵심 자료가 될 것이다.
우리나라의 희유금속 수입액은 6,034 백만불에 달하나 국내 희유금속 자급률은 1% 수준에 불과하여 효율적인 비축제도의 운영이 필요하다. 이에 본 연구에서는 효율적인 비축전략 수립을 위해 비축 대상이 되는 희유금속의 유 무형 위험 요인을 정량화하여 비축 적정성을 평가할 수 있는 체계를 수립하였다. 본 연구에서 개발한 모형은 중장기적인 관점에서 기술변화와 시장변화에 맞추어 우선 비축이 요구되는 희유금속을 선별하고 비축정책의 방향성을 제시하는데 그 목적이 있다. 모형을 통해 도출된 평가결과는 위험상태 행렬(criticality matrix)로 표현되어 희유금속의 안보수준을 정량적으로 측정할 수 있으며 상대비교를 가능케 한다. 따라서 향후 정책수립에 있어 본 논문에서 제안한 모형이 활용된다면 보다 효율적인 비축정책 수립이 가능할 것으로 기대된다.
본 논문은 프랑스 토지비축 사례를 통해 지속가능한 도시재생사업을 위해서는 토지비축제도가 개선될 필요가 있고 비축대상 토지의 확대가 가능하다는 점을 제시하고자 하였다. 프랑스에는 총 35개의 토지비축 기관이 존재하며 지자체의 필요에 의해 만들어진다. 이들 기관의 주요기능은 토지의 매입, 관리, 분할, 토지정비(오염 제거 등), 토지활용계획 검토 등이다. 1960-70년대는 브라운필드, 유휴지 중심의 토지매입 및 정비가 주로 진행되었으나, 2000년 이후에는 주로 부족한 사회임대주택 공급을 위해 토지비축을 하고 있다. 도시재생사업에서 어떻게 토지를 저가에 공급할 것인가에 대한 방안으로 가장 많이 언급되는 것이 토지은행의 활용이다. 이를 위해서는 공공개발용 토지비축에 국한된 「공공토지의 비축에 관한 법률」 등 관련법의 개정이 필요하다. 또한 도시재생사업을 위한 토지를 비축할 수 있도록 법 개정이 된다하더라도 재원의 한계로 전국 도시재생사업 대상지의 토지를 비축하는 것은 쉽지 않을 것이다. 따라서 주택도시기금이나 지자체 정비기금을 활용한 도시재생사업을 위한 토지 비축 재원의 확보 방안도 모색되어야 한다.
임해지역에 건설되는 지하 비축 기지 주변에서의 지하수 유동에 영향을 미치는 주요 요인들로는, 지형적인 영향, 공동 굴착으로 인한 영향 및 해수 침투에 따른 영향으로 대별된다. 본 논문은 모의 지하 원유 비축 기지 지역을 대상으로 이러한 현상에 의한 지하수 유동 특성 변화를 2차원 수치 모델로 해석하였다. 해석 결과 상기 3가지 요인 중 공동 굴착에 의한 영향이 가장 중요한 것으로 판명되었다. 이와 같은 조건에서 저장 공동으로부터 외부로의 지하수 유동 경로 해석이 상세히 수행되었다. 수치 모델링 결과 공동 굴착으로 인하여 공동 주변 지하수압에 심각한 변화가 일어났으나 이에 따라 지하수 유동 경로도 바뀌었다. 수벽공을 이용한 적절한 운영압을 적용함으로서 저장 공동에 비축된 유류의 누출을 저감할 수 있음을 보였다.
본 논문에서는 가스터빈 유로의 열유동 환경을 개선하기 위해 끝벽면의 형상에 대한 최적화를 수행하였으며, 비축대칭 끝벽면을 이용한 방법을 적용하였다. 터빈 유로를 모사하기 위해 $90^{\circ}$ 곡관을 이용하였다. 터빈 유로에서의 전압력 손실과 유로 끝벽면에서의 열전달 계수를 최소화하는 비축대칭 끝벽면형상 도출을 연구의 목적으로 하였으며, 최적화 과정의 효율성을 위해 근사 최적화 기법을 적용하였다. 연구결과를 통해, 최적화된 비축대칭 끝벽면에 의한 상당한 공력열환경 개선을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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