• 대한조선학회논문집
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• 제47권6호
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• pp.843-849
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• 2010

This paper presents definition of symmetry of a ship section where three symmetries are proposed: material, geometric, and load symmetries. Precise terminologies of centroid, moment plane, and neutral axis plane are also defined. It is suggested that force vector equilibrium as well as force equilibrium are necessary condition to determine new position of neutral axis due to translational and rotational mobility. It is also stated that new reference datum of ENMP(elastic neutral moment plane), PNMP(fully plastic moment plane), ENAP(elastic neutral axis plane), and INAP(inelastic neutral moment plane) are required to define asymmetric section properties such as second moment of area, elastic section modulus, yield moment, fully plastic moment, and ultimate moment. Since collision-induced damage and flooding-induced biaxial bending moment produce typical asymmetry of section, the section properties are calculated for a typical VLCC. Geometry asymmetry is determined from ABS and DNV rules and two moment planes of 0/30 degs are assumed for load asymmetry. It is proved that the property reduction ratios directly calculated from second moment of area are usually larger than area reduction ratio. Reduction ratio of ultimate moment capacity shows almost linearly proportional to area reduction ratio. Mobility of elastic and inelastic neutral axis planes is visually provided.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.641-647
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• 2017

디젤 엔진은 가솔린기관에 비해 강력한 파워와 연료의 경제성 및 $CO_2$ 배출양이 적어 상용차뿐만 아니라 일반승용차에서도 시장의 수요가 지속적으로 증가하고 있다. 디젤 엔진의 연소특성상 국부적인 고온반응 영역에서 질소산화물과 확산연소 영역에서 입자상물질이 많이 배출되므로 엄격해진 배기규제를 충족시키기 위해서 자동차와 선박등 촉매후처리장치 장착의 비중이 점차 증가하고 있다. 그 중 입자상물질 저감장치로써 입자상물질필터가 장착되어 왔으나 PM중 약 50%가 연료와 엔진오일에서 석출된 재 성분이 침적되면 필터를 손상시키므로 고온의 연소방식이 아닌 세정제를 이용한 제거기술이 절실히 필요하다. 이 연구의 목적은 디젤 엔진용 촉매코팅된 디젤입자상물질필터에 침적된 재를 세정을 함에 있어서 촉매의 물질의 물리화학적인 특성을 연구하는 것이다. 30분 동안 세정제에 담근 S4 샘플은 침투력이 강한 성분으로 인하여 입자들끼리 응집되고 수축되었다. 재에 침투력이 강한 침투제와 물과 기름을 혼합시켜주는 계면활성제 성분이 적절하게 제조된 S1 샘플의 세정특성이 가장 좋았다. 침투제인 수산화칼륨과 규산나트륨 성분이 첨가된 S4 샘플의 와쉬코트 손실률은 약 13%로 증가하였다. 촉매코팅된 디젤입자상물질필터의 와쉬코트 손실률이 약 13% 이하조건에서 유해가스 성분을 저감시킬 수 있었다.

• Composites Research
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• 제37권4호
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• pp.291-295
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• 2024

진동은 일상 생활 뿐만 아니라, 반도체, 우주항공, 차량, 선박 등 다양한 분야에서 발생하게 된다. 이때 예기치 못한 진동은 구조물의 피로 손상을 야기하고, 전체 시스템의 성능을 저하시키는 등 매우 좋지 않은 영향을 끼치게 된다. 특히, 저주파 진동은 정밀장비나 인체, 빌딩 등에 매우 민감하게 작용할 수 있기 때문에, 효과적인 진동 저감을 위해서는 저주파 진동 저감은 필수적이다. 따라서, 본 연구에서는 저주파 진동 저감을 위한 키리가미 구조 영감의 복합재료 메타구조를 제안한다. 키리가미 영감을 통해 압축에 따라서 3차원 구조에서 2차원 평면으로 변형이 되도록 설계하여 구조적인 이점을 확보하고자 하였으며, 또한 Quasi-zero stiffness 특성을 통해 저주파 에서도 매우 우수한 진동 저감 성능을 갖도록 설계되었다. 해당 키리가미 복합재료 메타구조는 탄소 섬유 강화 TPU를 사용하여 3D 프린팅을 통해 실 제작하였고, 압축 및 진동 테스트를 통해 구조적인 특성과 진동적인 특성을 평가 및 분석하였다.

• 환경정책연구
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• 제7권3호
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• pp.89-120
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• 2008

한국은 주된 에너지원이 석유이므로 석유의 꾸준한 소비증가와 더불어 유류의 해상운송량도 증가추세에 있으며, 이에 따른 오염사고도 매년 300여건이상이 발생되고 있다. 특히 심각한 것은 사고발생건수도 동반해서 증가추세에 있다는 점이다. 폐유나 기름찌꺼기의 고의적 투기행위를 제외하면, 유류사고의 원인은 운항상의 인적 과실이나 선박의 하자로 인한 경우라는 점에서 대부분의 사고가 인재(人災)에 해당된다. 따라서 선원의 질향상 및 단일선체선박을 포함한 노후선박의 대체는 사고발생을 사전에 예방할 수 있는 가장 기본적 사항이다. 이것은 단기간에 그 개선을 기대하기 어렵지만 그 개선을 위한 장 단기적 제도적 방안도 마련되어야 한다. 그리고 아직도 한국의 인근해상에서 대형 유류오염피해가 발생될 가능성이 상존하고 있다는 점에서 92FC의 보상한도를 초과하는 피해에 대해서는 일정 범위내에서 피해를 보전할 수 있는 제도를 마련할 필요가 있다. 그러나 현행 특별법에 따른 피해보전은 전적으로 국민세금으로 충당되고 있다는 점에서 문제가 있으며, 따라서 2003보충기금(supplementary fund)협약에 가입하는 것보다는 '국내 Fund'를 창설하는 경우에 대하여 보다 적극적으로 검토할 필요가 있다. 즉 유류운송에 따른 위험도 '수익자부담의 원칙'이라는 관점에서 정유사들의 부담금을 기초로 하여 마련되는 '국내 Fund'의 창설 및 도입을 고려할 필요가 있다고 본다. 그리고 더 나아가 유류오염에 따른 대규모 생태계 파괴 등 환경피해에 대해서는 주민피해와 구별하여 환경피해복구를 위한 공적기금마련에 대해서도 논의할 시점이 되지 않았나 생각한다. 여하튼 대형 유류오염사고에 대한 사후대응책은 항시 만족스럽지 못하다. 그 이유는 대형유류오염이 내포하고 있는 재앙의 상징성 때문이다. 대형유류오염은 사전에 예방할 수 있는 인재임에도 불구하고, 그 피해는 끝을 파악하기 힘들 정도로 인간의 삶과 자연생태계에 심각한 손상을 가져온다. 그런 점에서 대형유류오염사고에 대한 가장 최선의 대응책은 사전예방이다.

• 한국항만경제학회지
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• 제24권4호
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• pp.199-217
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• 2008

항만선택 결정요인에 관한 선행연구를 정리해보면 매우 다양한 연구에서 결정요인들이 도출되었으며, 다수의 연구에서 주요요인들이 중복적으로 활용되고 있음을 알 수 있다. 그러나 연구자별로 조사대상의 입장과 선호도에 따라 다소 연구결과가 다르게 나타나고 있다. 따라서 화주들의 광양항 선택 결정요인을 도출하기 위해서는 문헌조사와 함께 적합한 실증적 연구와 분석이 요구되어 진다. 본 연구에서는 화주가 항만을 선택할 때 미치는 결정요인들을 선행연구를 통해 도출한 후, 도출된 결정요인들이 광양항을 이용하고 있는 화주들에게 미치는 영향을 실증적으로 분석하였다. 이를 위해 광양항 이용화주들의 지속적인 광양항 이용 여부를 종속변수로 설정하였고, 선행연구에서 도출된 항만선택 결정요인인 항만서비스, 항만시설, 항만입지, 항만비용 등을 독립변수로 설정하였다. 독립변수의 주요 요인을 살펴보면, 항만서비스 요인으로는 하역능력, 선박기항 빈도, 항만체선, CFS의 처리능력, 통관서비스, 항만정보 서비스 등을 변수로 설정하였다. 또한, 항만시설 요인으로는 항만의 규모, 적절한 하역장비의 보유, 화물의 손상 및 멸실 빈도 등을 변수로 설정하였으며, 항만입지 요인으로는 항만과의 접근성, 항만의 인지도 등을 설정하였다. 마지막으로 항만비용 요인으로는 내륙운송비, 항만시설사용료, 하역료, 무료장치기간, 인센티브 등을 변수로 설정하였다. 본 연구의 분석결과 광양항 이용 화주들은 항만서비스, 항만시설, 항만입지, 항만비용 요인에서 모두 광양항 선택에 영향을 미치고 있으며, 항만비용, 항만입지, 항만서비스, 항만시설 등의 순으로 중요도가 나타나고 있다. 이는 화주들이 항만시설보다는 항만비용과 항만의 입지, 항만서비스를 항만선택 시 주요한 고려요인으로 작용하고 있는 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.448-453
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• 2016

선박의 프로펠러나 임펠러와 같은 유체기기에서는 캐비테이션 현상으로 인해 마모와 침식이 발생한다. 이와 같은 기기손상은 소음과 진동을 발생시켜 기기수명을 단축시키는 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 캐비테이션 현상에 대한 저항성을 높이기 위해 산업 현장에서 많이 사용되고 있는 고속화염용사코팅의 공정 최적화에 따른 각 요소별 중요도를 분석하였다. 다구찌 실험계획법을 적용하여 ALBC3 모재 표면에 비정질 분말을 코팅하였고 기공도 실험을 통해 각 요소별 특성을 분석하였다. 다구찌 실험계획법에 의해 고속 화염용사(HVOF) 코팅의 최적 공정을 찾아낸 결과 연소압이 80 psi, 코팅거리가 270 mm, 이송속도가 200 mm/s, 분말속도는 25 g/min으로 확인되었고, 그 결과, 연소압, 코팅거리 및 분말속도는 25% 이상으로 비슷한 기여도를 나타냈고 이송속도는 19%로 다소 떨어지는 수준을 나타내었다. 공정에 대한 각 인자별 기여도는 약간의 차이는 있지만 그 차이가 크지 않으므로 네 개의 인자 모두 고속 화염용사(HVOF) 코팅 공정에서 중요한 기여를 하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제36권4호
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• pp.137-146
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• 1999

선체구조는 많은 수의 구조부재로 이루어져 있으며, 구조물의 안정성을 확보하기 위해 모든 부위의 검사를 위해서는 경제적, 사회적인 많은 비용이 필요하므로, 검사시기 및 검사방법의 최적화는 선체구조의 안정성확보 및 경제적 관점에서 매우 중요한 부분이 되고 있다. 선체구조 손상중 많은 부분이 균열이며 이러한 미세한 균열이 성장하여 대규모 파괴로 진전되기 전에 검사를 통하여 균열을 검출하고 수리하는 과정을 Markov 연쇄모델에 의해 이상화 시켰으며, 검사 계획안의 최적화는 유전적 알고리즘을 통하여 구현하였다. 특히 선박은 부식환경하에서 운항하므로 부식에 의한 선체구조부재의 치수가 감소하기 때문에 응력이 변하고 균열진전의 확률적인 특성 또한 변한다. 정상 Markov 연쇄모델로서는 이러한 부식에 의한 영향을 고려할수 없기 때문에 비정상 Markov 연쇄모델에 의해 부식의 영향을 고려하였다. 여러개의 부재군에 대한 검사 계획안의 최적화에 대하여 수치계산을 실시하여 그 특성을 비교하였고, 부식영향하의 부재군에 대하여 검사기간중에 발생되는 고정비용의 정도에 따른 경제성 분석 및 목표 파괴확률의 정도에 따른 검사계획의 차이를 살펴보았다. 수치계산 예를 통하여 전체비용을 줄이기 위해서는 피로수명이 짧은 부재군에 대한 피로수명을 향상시키는 방안이 가장 효율적임을 알 수 있다.

• 한국항해항만학회지
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• 제33권1호
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• pp.9-19
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• 2009

본 논문에서는 상선의 운항 사고에 관한 양적 위기평가에 관한 실험적인 접근방법들을 기술했다. 이 연구의 목적은 국제해사기구의 공식 안전성 평가(FSA)를 기반으로 운항 사고에 크게 기여하는 요소들을 분석하고, 양적 위기평가기법에 기반을 둔 운항 사고의 확률적인 위기수준을 평가한 후, 선박 안전을 저해할 수 있는 운항 사고 위기를 예측하는 것이다. 확률지수(PI)와 심각성지수(SI) 구성된 위기지수(RI)에 대한 운항 사고의 확률적인 위기수준은 베이지안 이론을 적용한 베이지안 네트워크를 기반으로 본 연구에서 제안한 운항사고 위기 모델을 이용해서 예측했다. 그리고 355건의 핵심 손상 사고기록으로 구성된 시나리오 그룹을 이용하여 제안한 모델의 적용 가능성을 평가하였다. 평가결과, 예측한 PI의 정답률 $r_{Acc}$은 82.8%로 나타났고, $S_p{\gg}1.0$과 $S_p{\ll}1.0$에 포함되는 PI 변수들의 민감도 초과비율은 10% 이내로 나타났으며, 예측한 SI의 평균 오차 $\bar{d_{SI}}$는 0.0195로 나타났고, 예측한 RI의 정답률은 91.8%로 나타났다. 이러한 결과는 제안한 모델과 방법이 실제 해상운송 현장에 적용 가능함을 나타낸다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권8호
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• pp.23-28
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• 2019

본 연구에서는 선박 및 해양플랜트에 사용되어지는 유체기기에 관하여 공동에 의한 손상을 줄이기 위해 표면 금속코팅을 적용할 경우 구조건전성을 평가하고 효율개선을 위한 수치해석적 결과에 대해 기술하였다. 소재 경량화 및 표면 코팅을 통해 날개 두께 등이 얇아지더라도 구조 강도와 성능이 확보됨을 간접적으로 입증하기 위해 코팅 하지 않은 경우, 코팅 후 동일 두께, 코팅 후 두께 3% 경량화 그리고, 코팅 후 두께 5% 경량화 것의 4 가지 모델에 대해 코팅의 유효성을 해석적 방법으로 평가하였다. 코팅 전 후 및 두께를 3% 줄여 무게를 경량화한 경우에 대해 구조해석을 수행한 결과, 응력은 7% 증가하였고 안전율은 2.7%로 나타났으며 기준 안전율인 1보다 큰 값이 도출되었다. 코팅 전 후및 두께를 5% 줄여 무게를 경량화한 경우에 대해 구조해석을 수행한 결과, 응력은 12%까지 증가하였고 안전율은 0.99%로 나타났으며 0.1% 정도 차이로 안전율이 확보되지 않음에 따라 구조건전성이 부족한 것으로 나타났다. 하지만 부족한 안전율은 좀 더 좋은 소재를 선정하거나 코팅두께를 현재보다 두껍게 한다면 충분한 안전율을 확보할 수 있다고 판단된다. 최종적으로 코팅을 함으로 인해 구조건전성이 개선되는 것을 확인하였고, 5% 경량화한 경우에도 코팅의 효과로 인해 충분히 구조건전성이 확보될 수 있음을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.137-149
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• 2021

장교는 공공성이 매우 높은 사회기반시설물로 운용 중 안전성 확보가 필수적이며, 붕괴 또는 파손 시 신속한 대처가 필요하다. 사장교의 붕괴 또는 파손을 야기시킬 수 있는 원인은 크게 자연재난과 사회재난으로 분류할 수 있다. 이 중 사회재난에 속하는 충돌사고는 차량이 교량 하부구조인 교각에 충돌하는 사고, 항공기의 결함으로 인한 추락사고 등이 있을 것이며, 해상교량의 경우 주탑 하단에서의 선박 충돌사고가 있을 것이다. 본 연구에서는 수치해석적 접근법을 기반으로 항공기 충돌에 대한 사장교의 구조거동을 평가하는 절차를 제안하고, 충돌해석을 수행하여 절차의 타당성을 보였다. 제안된 절차에는 1) 적절한 항공기 충돌 시나리오 설정, 2) 사장교의 복잡한 거동 메커니즘을 고려한 구조 모델링, 3) 충돌해석을 통한 구조거동 평가가 포함된다. 해석 결과, 본 연구에서 설정한 시나리오는 대상 교량에 큰 영향을 미치지 못하는 것으로 나타났지만, 향후 다양한 시나리오를 통한 충돌해석을 수행한다면 교량에 심각한 손상을 일으키는 하중 위치 및 임계 하중 수준을 결정할 수 있을 것으로 판단한다. 본 연구에서 수행한 충돌해석 절차를 바탕으로 사장교에서 발생하는 항공기 충돌에 대한 간접적인 평가가 가능할 것으로 기대된다.