• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.448-454
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• 2020

본 연구는 항공기 운용 중 발생하는 구조결함의 원인을 규명하고 개선형상에 대한 구조 건전성을 확인하고자 한다. 항공기 균열은 Bulkhead 체결구조로서 연료탱크 경계 Web 파열로 인한 연료누유 현상에서 식별되었다. 균열의 특성을 확인하기 위해 파단면을 분석하였고 반복하중에 의해 균열이 진전되어 최종 파단으로 이어지는 피로파괴로 판단하였다. 또한 다중 시작점에서 균열이 시작되는 것으로 소재의 결함이 균열의 주요 원인으로 판단되지 않는다. 항공기 운용 중 발생하는 기동하중에 대한 균열 영향을 확인하기 위해 항공기 지상 및 비행시험을 통해 분석을 수행하였다. 항공기 운용 중 균열 부위의 하중 측정 데이터와 항공기 설계하중과의 비교를 통한 분석 결과 측정하중은 설계 대비 30% 수준으로 파손을 유발할 수준은 아니라고 판단하였다. 항공기 운용 시 진동하중의 원인으로 조립 및 단품 제작공차가 최대 0.06inch 발생할 수 있는 Gap을 검토하였고, 분석결과 균열부위에서 큰 응력인 약 32ksi가 발생하였다. 또한 Pre-Load에 의해 M.S.(Margin of Safety)가 +0.71에서 +0.34로 약 50%이상 감소되는 것으로 확인되어 항공기 설계 하중과 조합 시 균열 가능성이 급격히 증가하였다. 따라서 항공기 균열부위에 대하여 구조 보강 및 Gap 제거를 통해 결함을 개선하였다. 개선형상에 대하여 구조강도 해석 결과 Bulkhead는 허용응력 대비 M.S.가 약 +0.88이고 Fitting 형상은 약 +0.48로서 충분한 마진이 확보되었다. 또한 수명해석 결과 형상 개선 전 수명인 약3,600 시간 대비 개선형상은 약84,000 시간으로서 항공기 설계수명 대비 구조건전성을 확인하였다.

• 한국가스학회지
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• 제20권6호
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• pp.37-42
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• 2016

이 논문의 목적은 승용자동차의 배출가스 제어장치에 대한 고장사례 연구이다. 첫 번째 사례의 원인은 퍼지 컨트럴 솔레노이드밸브(PCSV)가 일정한 동작조건에서 열리지 말아야 하나, 오작동 되어 열림으로써 서지탱크로 증발가스가 유입되어 이것이 연료량이 농후한 것으로 측정되었다. 이 결과 엔진의 ECU(Electronic control uint)에서 연료의 분사량을 줄임으로써 공회전시 엔진의 부조화 현상이 발생된 것으로 확인되었다. 두 번째 사례에서는, EGR 밸브를 작동하는 호스가 다른 곳으로 조립되어 진공압력이 공급되지 않았다. 이로 인해 EGR 밸브가 작동되지 않고 다른 곳에서 진공이 누설됨으로써 엔진이 부조화 현상이 발생된 것으로 확인되었다. 세 번째 사례는 두개의 센서 가운데 뒤쪽(Rear side) 산소센서가 다른 자동차의 산소센서로 오장착됨으로 인해 산소량을 감지하지 못해 감속시 급격하게 속도가 줄어든 것으로 확인되었다. 따라서, 배출가스 제어 장치에 관련된 시스템은 최적의 상태로 작동되어 배출가스를 저감하는 역할을 할 수 있도록 철저한 관리가 요구된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권6호
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• pp.1775-1781
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• 2008

가교제의 종류가 헬리콥터 연료탱크의 자기밀폐층 소재로 적용시키기 위한 천연고무 스폰지의 팽윤에 미치는 효과를 조사하였다. 과산화물과 황을 섞은 가교방식과 과산화물에 의한 가교방식을 채택하였다. 천연고무 콤파운드를 Kneader와 Roll-Mill을 활용하여 제조하고, 고압조건의 프레스에서 부분 가교시킨 후 대기압의 금형에서 발포와 완전가교를 실시하였다. 얻어진 스폰지의 겉보기밀도를 측정하고 스폰지의 셀구조를 주사전자현미경을 통하여 관찰하였다. 톨루엔, 이소옥탄과 항공유를 사용하여 실온에서 팽윤실험을 실시하였다. 용매에 2분 동안 침적 후 얻어지는 부피팽윤비 값은 과산화물 가교에 의한 천연고무 스폰지가 비슷한 양의 황과 과산화물의 혼합가교에 의한 경우보다 높았다. 스폰지의 겉보기밀도와 셀구조는 과산화물 함량에 매우 민감하였으며 이는 또한 천연고무 스폰지의 팽윤거동에 영향을 미쳤다. 천연고무 스폰지가 연료와 접촉하여 신속한 팽윤이 얻어지기 위하여 금형에서 동시에 발생하는 두 가지 반응인 발포제의 분해반응과 천연고무의 가교반응을 적절히 조절하는 것이 중요하다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권4호
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• pp.610-619
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• 2022

수소는 산소와 반응하여 전기에너지를 만들고 부산물로 물을 생성하므로 친환경 선박의 대체 연료로 대두되고 있다. 그러나 수소는 일반 화석연료와는 달리 낮은 점화 에너지와 높은 가연성 범위로 인하여 폭발의 위험성이 높은 물질이다. 그래서 선박에서 사용되는 수소의 안전성을 확보하기 위해서 수소의 누출·확산에 관한 유동 특성을 연구하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 선박 내부와 같은 밀폐공간에서 수소가 누출되었을 때 누출량, 통풍량, 환기 방식 등이 환기 성능에 어떤 영향을 미치는지에 대하여 수치적 해석을 수행하였다. 수치해석에는 CFD 상용 소프트웨어인 ANSYS CFX ver 18.1을 이용하였다. 누출량은 1 q = 1 g/s로 하여 1 q, 2 q, 3 q로 변경하였고, 통풍량은 1 Q = 0.91 m/s로 하여 1 Q, 2 Q, 3 Q로 변경하였으며 환기 방식은 typeI, typeII, typeIII로 변경하면서 환기 성능을 분석하였다. 누출량이 1 q에서 3 q로 증가할수록 저장실 내의 수소 몰분율(HMF)는 약 2.4 ~ 3.0배 높게 나타났으며 통풍량 증가는 누출량에 대비하여 약 62.0 ~ 64.8 % 정도 환기 성능이 개선에 효과가 있었다. 그리고 폭발의 위험성을 낮추기 위한 통풍량은 최소 2 Q 이상 되어야 하며, 수소탱크 저장실 내부의 부압 형성을 위해서는 type III가 가장 적합한 방식이라고 판단하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권12호
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• pp.1071-1086
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• 2016

항공기는 결빙, 난기류, 낙뢰 등 환경적 요인에 의해 안전성을 위협받는다. 그 중 낙뢰는 항공기에 강한 전류와 전압을 유입시켜 고온의 열과 자기장을 발생시키므로 항공기 안정성에 큰 위협이 된다. 본 연구에서는 낙뢰의 발생원리 및 항공기 낙뢰 피격 메카니즘을 설명하고 항공기에 대한 낙뢰의 직접, 간접 영향성을 다룬다. 먼저 항공기 낙뢰 지침서인 ARP를 분석하여 항공기 낙뢰모사와 부착위치에 대한 분석을 진행하였으며, 이를 전산 시뮬레이션에 적용하였다. 또한 ABAQUS 소프트웨어를 활용한 열적, 전기적 시뮬레이션을 통해 연료탱크의 낙뢰 영향성 분석 및 낙뢰보호시스템 설계를 진행하였다. 그리고 Maxwell 방정식에 기초한 EMA3D 소프트웨어를 활용하여 항공기 전기체의 전류 흐름에 대한 전산수치해석을 진행하였다.

• 한국환경과학회지
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• 제12권4호
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• pp.487-496
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• 2003

본 연구에서 실시한 VOC의 각 배출원별 구성물질 성분비를 조사한 결과로부터 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) 우리나라의 VOC 주요 배출원에서 배출되는 성분은 주로 toluene으로서 도로포장 배출물질과 자동차, 도장시설, 가솔린증기 구성성분이 각각 35, 18, 16, 5%로 높은 분율을 차지하고 있음을 알 수 있었다. 2) 자동차와 주유소 그리고 가솔린 저장탱크 배출 물질의 경우 주로 $C_{5}$ 이하의 성분들이 배출되었는데, 이들 성분들은 주로 휘발유를 취급하는 곳에서 상당량 배출되고 있었다. 3) 도장시설에서는 m/p-xylene과 toluene, 1,2,4-TMB, o-xylene 둥이 각각 34, 16, 10, 9%로 배출되고 있어 주로 방향족 화합물들이 많이 배출되고 있었다. 4) 세탁시설에서는 주로 석유계 연료를 사용하고 있어 nonane이 41%, 1,2,4-TMB가 22%, 1,3,5-TMB가 13%로 배출되었으며, 도로포장시 아스팔트에서는 toluene과 benzene, m/p-xylene, o-xylene, ethyl benzene 등of 각각 35, 10, 4, ,3, 2%로 배출되고 있어 BTEX가 상당량 배출되고 있었다. 5) 본 연구의 경우 시료채취시 약 20초간의 짧은 시료채취이므로 정확한 자료를 얻기 위해서는 비교적 장시간을 채취하여 분석하여야 될 것으로 사료되며, 도로포장의 경우 시료채취지점으로 부터 약 100m 전방에 편도 2차선의 도로가 있어 자동차 배출물질이 다소 포함되었을 가능성이 있음을 밝혀둔다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제7권1호
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• pp.55-58
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• 2000

휘발유의 첨가제인 Methyl Tertiary-Butyl Ether (MTBE)는 1970년대 이후 옥탄 향상제로 쓰이기 시작했다. 이후 자동차 연료 연소를 도와 도시 대기에 일산화탄소(CO)와 오존(O$_3$)을 줄인다는 이유로 1990년대에 그 사용이 급속도로 증가했다. 그러나 이 물질은 지하저장탱크 등으로부터 누출(leakage)로 인해 지하수를 오염시킴으로서 문제의 물질로 대두되기 시작했다. 이런 MTBE에 대해 국외에서는 그 유해성 즉, 발암가능성 및 돌연변이 유도성 연구가 많이 진행되었으며, 어느 정도 인간에 대한 유해성이 밝혀졌다. 이 물질로 오염된 실제 현장에서의 실험, 실내 실험 등에 의해서 분해 및 오염 저감 가능성, 특히 생분해(biodegradation)에 대해 연구가 활발히 이루어지고 있고 여러 가지 오염 저감 기술도 연구되고 있다. 그리고 오염원으로서 대기의 영향에 대한 연구, 미국 National Ground Water Association (NGWA), the United States Geological Survey (USGS), the United States Environmental Protection Agency (USEPA)의 최근 활동 등 다각도에서 이 물질이 지하수나 음용수에 미치는 영향이 연구되고 있다. 실제 국내에서도 이 MTBE에 의한 지하수 오염 가능성을 배제할 수 없고, 우리 생활 가까이에 다가와 있는 문제일 수 있다. 이런 문제임에도 불구하고, 국내에서는 이 오염물질에 대한 규제와 연구가 미흡한 형편이다. 그 자체로는 청정제로 사용되지만 이제는 오염물질로서 우리가 사용하는 지하수에서 검출될 수 있는 MTBE에 대한 전반적인 이해가 필요하고 그 위해성에 대한 국내 지하수 환경 연구자들의 더 많은 노력이 요구된다. 일치하지 않았다.발전의 평가체계의 구성요소와 어업에 대한 지속적 평가체계[sustainable development reference system(SDRS)]를 수립하는데 있어서 필요한 관련 절차에 관해 특별한 의미를 부여해 줄 것으로 생각한다. 마지막으로 본 논문에서 는 SDRS가 지역어업 협력체계 구축에 있어 서 어떠한 역할을 할 것인가를 강조함으로써 결론을 내리고 있다.을 시사한다.1}$의 농도로 첨가하여 5$^{\circ}C$, 15$^{\circ}C$, $25^{\circ}C$ 및 35$^{\circ}C$에서 배양한 후 미생물의 생균수를 측정한 결과 배양온도가 5$^{\circ}C$일 때는 어떤 종류의 미생물도 전혀 분리되지 않았으며, 15$^{\circ}C$, $25^{\circ}C$ 및 35$^{\circ}C$에서 배양한 경우는 모두 1gl$^{-1}$의 먹이 농도에서 가장 현저한 균체수의 증가를 보였다.여 Cash Power을 교수에게 주고 심사선정에 있어서도 실명제로 하여 심사선정하는 교수에게도 인센티브를 주거나 페널티를 물도록 하며, 대여 받은 교수는 성공실패에 관계없이 계약된 기간이 지나면 연구비를 갚는 제도이다. 성공시에는 연구자와 회사가 인센티브를 제일 많이 받게 된다. 이리하여 이 제도는 잘 수행되면 학교, 연구자, 회사, 심사선정자 모두에게 혜택을 주는 Win Win 연구비 관리제도이다. 또한 심사, 선정, 평가도 책임 있고 공정하게 유지될 수 있다. 대여 연구비 관리제도의 절차를 요약한 것이 Figure 1과 같다. 이런 점들을 볼 때 대여형 연구비관리 제도는 비즈니스형 연구비

• 한국항해항만학회지
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• 제44권4호
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• pp.283-290
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• 2020

액화 수소 운반선에서 증발가스의 발생은 불가피하며, 화물탱크 내부의 압력 문제를 피하기 위해 적절한 조치가 필요하다. 이 증발 가스는 선박의 추진연료로 사용 될 수 있으며, 추진에 사용되고 남은 나머지 부분은 재액화 또는 연소시키는 등 효과적으로 관리해야 한다. 본 연구에서는 수소 추진 시스템을 갖춘 160,000㎥ 액화 수소 운반선에 최적화된 증발 가스 재액화 시스템을 제안한다. 이 시스템은 수소 압축 및 헬륨 냉매 섹션으로 구성되고, 화물탱크로부터 배출되는 증발가스의 냉열을 효과적으로 활용하여 효율을 증가시켰다. 본 연구에서는 공급 온도 -220℃인 수소 증발가스가 재액화 시스템에 들어가는 상태에서 증발가스의 재액화 비율에 따른 엑서지 효율 및 에너지 소모율 (SEC, Specific Energy Consumption) 분석을 통해 시스템을 평가하였다. 그 결과 재액화 비율 20%에서 4.11kWh/kgLH₂의 SEC와 60.1%의 엑서지 효율을 보여 주었다. 아울러, 수소 압축압력, 수소 팽창기의 입구온도, 공급 증발가스 온도변화에 따른 영향을 확인하였다.

• 한국가스학회지
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• 제22권6호
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• pp.59-64
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• 2018

정부에서는 미세먼지 저감대책의 일환으로 항만에서 운행하는 트랙터(야드트랙터, YT)의 연료를 디젤에서 LNG로 전환하는 사업을 추진중에 있다. 그런데, 야드트랙터의 보유대수가 적은 항만의 경우에는 BOG (Boil off gas) 발생 문제 등으로 인해 고정식 충전소를 설치하여 LNG를 YT에 공급하는 것이 곤란하다. 따라서, 이에 대한 대안으로 소규모의 이동식 LNG YT 충전소 설치 기준 마련이 필요하다. 본 연구에서는 이동식 LNG YT 충전소의 국내 도입을 위해 국내외 이동식 LNG 충전사례 및 충전 기준 조사, LNG 사고 사례 등을 조사하고, 사고 원인에 따른 위험경감 방안을 제시하였다. 또한, 제시된 위험 경감 방안을 토대로 도시가스사업법 시행규칙 개정(안)을 제시하였다. 제시한 이동식 LNG YT 충전 기준은 보호시설과의 안전거리 유지, 허가된 충전장소 이외의 장소에서 충전이 불가하도록 하는 인터록 장치 설치, 생체인식을 통한 신원확인 시스템 설치, 충전 전 탱크로리와 견인차량 분리 및 바퀴 고정상태 확인 등 사고예방을 위한 안전조치, 액확산방지조치, 충전 전 중 후의 안전조치 기준 등이다. 본 연구에서 제시한 안전기준은 향후 이동식 LNG 자동차 충전 기준 마련시 참고자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국추진공학회지
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• 제25권1호
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• pp.1-11
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• 2021

포고 현상은 액체추진 로켓에서 발생하는 축방향의 동적 불안정 진동이다. 동체의 고유진동수와 추진제 공급계의 주파수가 가까와 지면 전체 시스템이 불안정 현상을 보인다. 포고 현상을 예측하기 위해 1단의 추진제 (산화제 및 연료) 탱크는 쉘 요소로, 나머지 구성 요소인 엔진 및 상단은 mass-spring으로 모델링하여 구조해석을 수행하였다. 추진제 공급계의 압력 및 유량 섭동예측에는 transmission line model이 사용되었다. 본 논문에서는 이와 같이 수행된 구조 및 유체 모델링을 통합하여 폐루프 전달함수를 구성하였다. 포고 억제기는 수동적인 방법으로 압력 섭동을 흡수하는 분 기관 및 accumulator로 구성되며 추진제 공급계 중간에 위치한다. 발사체의 비행과정 동안 포고현상을 억제하는 설계 최적화를 위한 설계변수로는 분기관 및 accumulator의 직경 및 길이로 설정하였다. 목적함수로는 포고 억제기의 질량, 그리고 추진제 질량에 따른 폐루프 전달함수의 에너지 최소화로 설정하여 다목적함수 최적화를 수행하였다.