• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권6호
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• pp.633-641
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• 2015

선박, 발전소, 석유화학 등의 분야에서 운전되고 있는 많은 프로세스들은 강한 비선형성을 보일 뿐만 아니라 동시에 시변 특성도 가지고 있다. 이런 프로세스에 기존의 고정-파라미터 PID 제어기를 적용하면 성능이 나빠지고 경우에 따라서는 불안정해질 수도 있다. 따라서 본 연구에서는 복잡한 프로세스를 제어하기 위한 비선형 PID 제어기를 제안한다. 제안되는 제어기의 이득은 오차와 오차의 변화율의 비선형 함수로 기술되며, 사용자 파라미터들은 ITAE를 최소로 하는 관점에서 유전알고리즘으로 동조된다. 제안된 방법은 열분해반응 또는 촉매를 이용한 고분자합성에 널리 사용되는 연속 교반탱크반응기를 대상으로 시뮬레이션을 실시하며, 그 유효성을 보이기 위해 다른 두 비선형/적응 제어법과 비교한다.

• 공학교육연구
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• 제2권1호
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• pp.39-50
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• 1999

최근의 국제화시대를 맞이하여 한국의 건축교육과 직능분야는 많은 문제를 떠안게 되었다. 그 이유는 두가지로 대별된다. 하나는 내부적인 요인으로 교육부가 그동안 학부제를 전면 실시하게 된 것이 원인이다. 학부제에 의하면 대부분의 대학은 이전보다 적절한 전문교육을 제공하기에는 매우 많은 어려움에 직면하기 때문이다. 그리고 다른 하나는 외부적인 요인으로 볼 수 있다. WTO의 출범과 함께 국제건축가연맹(UIA)은 $\ulcorner$건축실무 프로페셔널리즘의 국제장려기준에 관한 UIA 협정안$\lrcorner$을 채택한 바 있다. 이 협정안에 의하면 건축교육은 인가받은 학교에서 전일제 수업기준 최소 5년을 요구하고 있다. 그래서 만약 이 협정안이 예정대로 금년 6월 북경대회에서 채택되면 한국은 건축교육에서 매우 난처한 문제에 직면하게 될 것 같다. 왜냐하면, 현재와 같은 제도로는 새로운 기준을 충족시키기가 어려울 것으로 예상되기 때문이다. 현재의 제도에서는 교육과정이 전문가 자격증과는 관계가 없으므로, 건축과 졸업생들은 설계, 구조, 시공, 설비 등 다양한 분야로 진출할 수 있었다. 그러나 만약 UIA 의정서나 엔지니어링 인증제도가 동시에 건축교육에 요구된다면, 현재와 같은 교육제도로는 새로운 두가지 기준을 동시에 만족시키는 것이 쉽지는 않을 것이다. 이 연구 논문에서는 국내외 건축교육제도의 이해와 분석을 근거로 우리의 전통적 제도가 갖는 특징을 장점으로 간주하면서 국제화의 기준에 맞는 교육모형을 제안해 보려고 한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권8호
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• pp.1016-1023
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• 2012

열교환기는 다수의 원관으로 구성하고 있기 때문에 원관 주위에서 국소열전달과 압력강하의 해석, 크기의 성능과 추산, 경제성으로 설계 시 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 어긋나기배열 직교류 열교환기에서 물의 온도 및 공기량 변화에 따른 대류열전달계수, 대수평균온도차, 압력손실 등을 고찰하기 위하여 실험 및 해석을 수행하였다. 본 열교환기는 관군이 5행 7열 어긋나기배열로서 구성하였으며, 실험 및 해석 조건은 물의 온도는 $40^{\circ}C{\sim}65^{\circ}C$ 범위이고, 공기량은 $5.0{\sim}12.3m^3/s$ 범위이다. 그 결과로서 물의 온도 및 유량을 증가함에 따라 공기밀도가 감소하여 유속도 낮아지는 특성을 보여 레이놀즈수가 감소하고, 공기량 증대로 평균열전달계수가 증가하여 전열성능은 향상됨을 알 수 있었고, 압력손실도 증가하였다. 그리고 해석결과로서는 열전달율의 경우는 약 8~12%, 압력강하는 약 0.01~7.5% 오차를 나타내어 본 연구의 적합성을 평가할 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권1호
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• pp.8-14
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• 2017

2008년 금융위기로 인하여 세계 경제가 어려워지면서 국제 유가 상승과 물동량이 감소하였으며, 대다수의 대형선사들은 차선책으로 대형선박 발주, 항로변경 및 운항방식 등을 개선하여 적자폭을 줄이게 되었다. 특히, 저속 운항 방식은 눈에 띄는 연료비 절감으로 많은 선주사들로부터 호응을 얻었으나 장기간 저속 운전시 고속 운전에 최적화된 주기관의 재킷 청수 냉각시스템은 정상 운전온도를 유지하지 못하고 하강하여 저온부식의 발생을 가속화 하게 되었다. 이로 인해 엔진의 부하가 낮을 경우 기존에 설치되는 재킷 냉각수 냉각기의 역할은 감소하고 조수기의 사용도 제한이 됨으로 재킷 청수 냉각 시스템의 개선이 필요하게 되었다. 본 논문에서는 선박의 저속운항에 따른 선박용 디젤 주기관의 냉각시스템 개선 사항을 검토하기 위하여, 파나막스급 산적화물선인 82k와 케이프급 산적화물선 180k 선박들을 대상으로 주기관 재킷 냉각수 냉각기를 설치 및 미설치하여 주기관 청수 냉각 시스템의 성능 결과를 검토 및 비교 분석 하여, 현 저속 운항선박에 탑재되는 주기관의 성능변화에 적절한 냉각시스템의 설계 개선방안을 제안하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권1호
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• pp.118-124
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• 2017

본 연구대상 디젤기관의 연접봉 볼트, 크랭크 핀 베어링 볼트 등의 손상원인을 조사 분석하기 위하여 수행한 현장검사, 파손부에 대한 시험 및 고찰, 참고문헌 및 연구자의 경험 등을 통하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 파손된 크랭크 핀 베어링 볼트는 연접봉 볼트보다 늦게 파손된 것으로 추정된다. 파손된 연접봉 볼트는 충격적인 하중에 의해서 취성파괴된 것이 아니고, 비정상적인 반복하중(예를 들어 체결 볼트의 풀림 등)에 의해서 피로파괴가 되었다는 것을 그 파단면의 모습을 통하여 알 수 있다. 파손된 연접봉 볼트용 U 너트는 윤활유(고착방지제)의 부적절한 사용, 각 실린더와 연접봉 별로 구분되어 사용되지 않았던 것 등으로 인하여 표면 상태가 불량하게 되었고, 이것은 연접봉 볼트의 파손사고에 영향을 미쳤을 가능성이 있다고 할 수 있다. 그리고 파손된 국내 제작품인 연접봉 볼트와 크랭크 핀 베어링 볼트의 기계적 성질, 전조공정 등은 해당 볼트의 설계요건에 적합하다고 할 수 있다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권1호
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• pp.15-20
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• 2017

국제해사기구(IMO)는 온난화의 원인인 온실가스 감축을 위한 강제 규제를 도입하여 시행을 하고 있다. 하지만 여전히 지구의 온난화는 진행 중에 있고, IMO는 빠른 시일 내에 SEEMP와 EEOI에 기반한 자발적인 이산화탄소 감축 방법을 강제화 하려는 움직임이 있다. 연료 및 이산화탄소 절감을 위해 대형 컨테이너 선박은 낮은 속도에서 운항을 결정하였다. 하지만 높은 선속으로 설계되어진 선수 구조는 오히려 선속 저하 때는 저항으로 작용하여 연료 절감 효과를 저해하는 현상을 발견하였다. 대형 컨테이너 선박의 저속화를 위해 선수 구상부를 개조하여 더욱더 높은 연료 절감을 시행하였다. 고속 대형선의 저속 운항에 적합한 선수 개조가 얼마나 효율적으로 운항선 에너지효율지수를 변하게 하는지를 개조 전후의 연료 소비량을 비교 검토하였다. 그 결과 예상했던 것보다 많은 이산화탄소 감축량을 확인하였다. 운항선 이산화탄소 감축 강제 규제가 시행된다면 고속선들의 연료 절감 방법의 하나로 효과적인 적용 방법으로 고려되어진다. 또한 연료절감형 운항 선박에 투자하여 에너지 효율적인 선박으로 운항하기 위한 것이다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권7호
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• pp.890-899
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• 2014

오스테나이트계 스테인리스강은 우수한 내식성으로 인해 다양한 산업에 널리 적용되는 재료이다. 그러나 열처리나 용접 실시 후 입계에 크롬 탄화물 생성으로 크롬 결핍대가 형성되어, 입계의 내식성이 상대적으로 취약해지는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위해 Ti 또는 Nb과 같은 탄소 안정화 원소를 첨가하여 크롬 탄화물 생성을 억제한다. 이러한 안정화된 스테인리스강에 대한 해수환경하에서의 내식성에 관한 연구는 적은 실정이다. 본 연구에서는 안정화 원소(Ti 및 Nb)를 함량 변수로 첨가한 스테인리스강에 대해 해수환경하에서 전기화학적 특성을 평가하고자 하였다. 이를 위해 합금원소 첨가에 따른 미세조직의 변화를 관찰하였으며, 자연전위 측정과 동전위분극 실험을 통해 전기화학적 특성을 파악하였다. 미세조직 관찰 결과, 모든 시편에서 오스테나이트 기지상 이외에 합금원소 첨가에 따른 개재물이 관찰되었다. 이러한 개재물은 기지 조직과 상이한 전기화학적 특성을 가지는 것으로 판단되며, 안정화 원소의 종류 및 함량에 따라 뚜렷한 전기화학적 특성 차이를 나타냈다. 본 연구 결과 오스테나이트계 스테인리스강에 내식성 향상을 위해 첨가되는 Ti 또는 Nb은 첨가량에 따라 서로 다른 전기화학적 특성을 나타내므로, 이를 고려한 합금 설계가 중요할 것으로 사료된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권7호
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• pp.877-882
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• 2014

국제해사기구 해양환경보호위원회에서 그린하우스가스(GHG)의 주범인 CO2 배출량 감축을 위해 선박에서 대기로 방출하는 CO2의 양을 지수화 하고자 활발한 논의가 진행되고 있다. 이에 따라 에너지 효율 개선을 위해서 선체의 설계변경, 마찰저항을 줄이기 위한 도료개발, 엔진의 열효율을 개선하기 위한 첨가제 개발, 연료를 절감하기 위하여 저속운전 등 다양한 방법들이 적용되고 있다. 선박의 주 기관에서는 전 부하영역에서 효율을 높이기 위하여 전자엔진이 사용되고 있으나, 선박용 발전기 엔진은 여전히 캠으로 연료분사와 흡 배기 밸브를 구동하는 기계식 작동엔진이 대부분이다. 또한 선박용 발전기 엔진은 선박의 과부하 방지 시스템 내에서 운전되므로 대부분의 운전은 80% 이하의 부분부하 영역에서 사용되고 있다. 따라서 100%부하에 세팅된 발전기 엔진은 부분부하에서 효율적인 운전을 위해서는 연료분사시기 재조정이 필요하다. 본 연구는 현재 운항중인 선박발전용 디젤엔진의 운용특성을 파악하여 부분부하에서 연료분사시기 재조정을 통하여 연료소비량 개선에 관한 결과를 보고 하고자 한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권4호
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• pp.409-417
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• 2013

하이브리드 통신을 지원하는 하이브리드 통신 신호처리 제어보드는 저전력의 8-bit 마이크로콘트롤러인 ATxmega128A1으로 설계하였으며, 마이크로콘트롤러는 하이브리드 통신을 위한 모뎀과 GPS 모듈 등을 직렬 인터페이스하기 위해 8개의 UART 포트가 갖추어져 있으며, CLI(Command Line Interpreter) 프로그램은 각 포트의 인터페이스를 사용자 환경에 맞게 설정할 수 있으며, 내부에 2K 바이트의 프로그램 매개변수와 프로그램이 동작하는데 필요한 데이터를 저장할 수 있는 EEPROM과 128K 바이트의 플래시 메모리 및 프로그램이 실행되는 8K 바이트의 SRAM으로 구성되어 있다. 항로표지의 원격 관리를 VHF, CDMA, TRS 통신의 경로설정 최적화(Path Optimization) 기능을 갖는 하이브리드 통신을 이용하면 개별 통신 방식별로 음영지역이 존재하는 경우에도, 최적의 통신방식을 선택하여 통신을 수행하게 됨으로써, 통신 음영지역의 해소가 가능하다. 또한 통신장치마다 동일한 데이터 프레임을 사용함으로써 데이터의 호환성을 높였다. 실험은 30일 동안 각 부표에서 매 5분마다 데이터를 취득하였으며, 데이터 수신율은 99.4 % 이상을 보였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권4호
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• pp.316-323
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• 2013

평판형 태양열 집열기의 성능을 향상시키기 위하여 다양한 형태의 형상과 크기의 인공 거칠기가 가장 일반적이고 효과적으로 사용된다. 본 연구에서는 다양한 형상의 립을 삽입한 사각 채널에서의 열전달 특성 및 압력강하에 대하여 수치해석을 수행하였다. 사각 채널의 윗 평판에 일정한 열유속을 가하였다. 삽입된 립의 형상은 rib $90^{\circ}$, groove $90^{\circ}$, groove $60^{\circ}$, baffle $90^{\circ}$, baffle $60^{\circ}$, wave $90^{\circ}$, wave $60^{\circ}$ 모델이다. 작동유체는 공기이며 Reynolds 수는 3200~17800의 범위이다. 다양한 형태의 립 형상에 따른 시스템의 성능을 예측하기 위하여 Nusselt 수와 마찰인자를 고찰하였다. 모든 형태의 립에서 속도가 증가할수록 Nusselt 수와 압력강하는 증가하였다. 열전달 향상과 압력강하가 가장 높은 모델은 baffle $90^{\circ}$ 모델이지만, 열전달 특성과 압력강하를 고려하여 나타낸 성능계수에서는 groove $60^{\circ}$ 모델이 가장 크게 나왔다. 따라서 평판형 태양열 집열기에서는 열전달 향상과 압력강하를 항상 동시에 고려한 설계가 필요하다.