• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제31권8호
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• pp.924-931
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• 2007

Now, there are two big issues threatening global society, which are the depletion of fossil fuels and the environmental disruption. Therefore, marine diesel engine, taking up over 95% share of the marine power market, has met the environmental and economical problems, too. These problems have caused a necessity of new, alternative power systems in ships and fuel cell systems has been playing a central role as one of the alternatives. This paper analyzes the characteristics of marine fuel cell systems, R&D trends of advanced countries, and mapping out R&D strategy of Korea.

• 대한조선학회논문집
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• 제54권2호
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• pp.132-142
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• 2017

As the International Maritime Organization (IMO) recently introduced the Energy Efficiency Design Index (EEDI) for new ships building and the Energy Efficiency Operational Indicator (EEOI) for ship operation, thus an accurate estimation of added resistance of ships advancing in waves has become necessary. In the present study, OpenFOAM, computational fluid dynamics libraries of which source codes are opened to the public, was used to calculate the added resistance and motions of the KCS. Unstructured grid using a hanging-node and cut-cell method was used to generate dense grid around a wave and KCS. A dynamic deformation mesh method was used to consider the motions of the KCS. Five wavelengths from a short wavelength (${\lambda}/LPP=0.65$) to a long wavelength (${\lambda}/LPP=1.95$) were considered. The added resistance and the heave & pitch motions calculated for various waves were compared with the results of model experiments.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제17권3호
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• pp.205-211
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• 2014

IMO에서 제시한 EEDI를 만족시키기 위해 에너지 절감 장치에 대한 관심이 증대되었다. 본 논문에서는 전류고정날개를 부착한 KVLCC2를 대상선으로 선정하여 에너지 절감 선박에 대해 연구하였다. 계산 결과의 정도를 검증하기 위해 모형선의 공칭반류를 모사하여 실험과 비교하였으며, 실선 스케일 계산에서는 격자 민감도에 대해 불확실성 평가를 하였다. 모형선과 실선 스케일 계산결과를 보면 전류고정날개는 추진기로 유입되는 반류의 회전성분을 변화시켜 추력에 도움을 주었다. ITTC에서 제시한 방법을 이용하여 실선의 성능을 예측해 보았으며, 이를 보안하는 방법을 제안하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.556-564
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• 2021

본 논문에서는 친환경 선박용 전기추진시스템의 안전성 향상 기술개발 동향에 대해 조사하였다. 온실효과 및 탄소배출량 감축을 위해 친환경 전기선박에 대한 수요는 점차 늘어날 전망이다. 친환경 전기선박의 주요 구성요소 중 하나인 에너지 저장장치에는 에너지밀도와 효율이 높은 리튬이온 배터리가 일반적으로 사용된다. 하지만 리튬이온 배터리는 에너지 저장장치의 주요 화재원인 중 하나로 지목된다. 항해 중인 선박에 화재 발생 시, 화재진압을 위한 소방설비 및 소방작업이 제한되어 친환경 선박에서의 안전성 향상기술은 더욱 중요하다. 본 논문에서는 친환경 선박의 안전성 향상을 위한 전기추진모터 및 에너지저장장치에 적용되는 최신 기술에 대해 조사 및 분석을 진행하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제17권4호
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• pp.333-337
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• 2014

본 연구의 목적은 해수담수화 과정 중 생기는 농축수(Concentrated seawater)에서 염소이온은 제거하고 유용미네랄인 마그네슘, 칼슘은 잔존시키는 수질조정 기술로 고경도 농축수 제조 공정 개발에 있다. 기존의 고경도 농축수를 생산하는 일반적인 방법으로 증발법을 사용하고 있는 실정이다. 증발법은 에너지 소비량이 큰 단점을 가지고 있어, 본 연구에서는 에너지 소비량을 줄일 수 있는 막여과법을 사용하여 고경도 농축수를 제조하였다. 연구에 사용한 막은 나노여과막으로서, 제품의 사양, 농축 차수, 압력 등의 인자에 따라 고경도 농축수를 다양하게 만들 수 있었다. 본 연구의 실험 결과로 나노여과 막을 이용하여 고경도 농축수를 제조한 실험 결과, 압력은 15 bar~20 bar, 농축차수는 2차~3차에서의 결과 값이 경제성 등을 고려하였을 때 효과가 큰 것으로 나타났다. 본 실험을 통하여 나노여과막을 이용한 고경도 농축수 제조에 경제적인 효과를 얻을 수 있을 것으로 사료되어진다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.358-368
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• 2023

The fuel cell market is expected to grow rapidly. Therefore, it is necessary to scale up fuel cells for buildings, power generation, and ships. A multi-stack system can be an effective way to expand the capacity of a fuel cell. Multi-stack fuel cell systems are better than single-stack systems in terms of efficiency, reliability, durability and maintenance. In this research, we developed a residential fuel cell stack and system model that generates electricity using the fuel cell-photovoltaic hybrid system. The efficiency and hydrogen consumption of the fuel cell system were calculated according to the three proposed power distribution methods (equivalent, Daisy-chain, and optimal method). As a result, the optimal power distribution method increases the efficiency of the fuel cell system and reduces hydrogen consumption. The more frequently the multi-stack fuel cell system is exposed to lower power levels, the greater the effectiveness of the optimal power distribution method.

• 대한조선학회논문집
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• 제50권3호
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• pp.145-152
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• 2013

Recently, with oil price jumping and environmental issues, Green ship is paid deep attention to by ship owner, operator, builder, class and government. Fuel efficiency and reduction of $CO_2$ emissions are expected to have a strong influence on the design and operation of merchant ships. Many ship owners and operators are seeking the more economic method by the best operating route and the application of reliable and effective energy saving devices. With the Energy Efficiency Design Index (EEDI) in 2013 attention will more than ever be focused at achieving maximum fuel economy in the hydrodynamic design of hull forms, their appendages and propellers. IMO requirements for $CO_2$ emission for ships will now be implemented for vessels ordered from 1st January 2013. So far, a lot of new idea and patents have been proposed, tested, claimed and applied for various kinds of ship type. This paper shows numerical and experimental work related to a study on a energy saving devices particularly for fuller ship such as merchant vessel of Tanker and Bulker. From the bare hull wake measurements, typical upper/lower asymmetry of hull wake at the propeller disk was found. The pre-swirl duct have been designed and reviewed to recover the loss of propeller running in that condition. The general function of the pre-swirl duct was set to work against this asymmetry of wake and generate pre-swirled flow into the propeller against the propeller rotating direction.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제13권2호
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• pp.75-82
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• 2010

FRP 선박은 제작이 쉽고 저렴한 건조비용으로 소형 선박을 중심으로 국내에 보급되었지만, 수명이 다한 노후 FRP 선박이 하천이나 어항 내에 방치되어 운항안전과 해양환경보전에 위협을 주는 등 사회문제로 대두대고 있다. 이를 개선하기 위하여 폐 FRP 선박 처리 기술과 용융처리시스템이 개발되었으며, 현지 적용을 위해 폐 FRP선박 처리 단계에 따른 전처리 지역 및 용융처리시스템 입지 방안이 필요하게 되었다. 폐 FRP선박 용융처리시스템 입지 장소는 기술적, 경제적, 환경적으로 적정해야 하므로 종합적인 차원의 평가가 요구되어 적지 선정에 어려움이 있다. 본 연구에서는 폐 FRP 용융처리시스템의 최적 입지 선정을 위해 입지경제적 요인, 생활환경 요인, 기반인프라 요인의 상위 요인과 각 상위 요인의 세부요인을 도출하여 폐 FRP선박 관련자를 대상으로 설문을 수행하였다 또한, Fuzzy AHP, 극한확률 이론을 이용하여 평가요인 간의 중요 가중치, 연관 가중치를 계산하고 후보지로 선정한 목포시, 강진군, 고흥군, 여수시에 대한 평가 결과를 검토 하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제31권3호
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• pp.208-218
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• 2017

The performance of a wave energy converter (WEC) that uses the rolling motion of a partially submerged pendulum plate in front of a quay wall was analyzed. The wave exciting moment and hydrodynamic moment were obtained using a matched eigenfunction expansion method (MEEM) based on the linear potential theory, and then the roll motion response of a pendulum plate, time averaged extracted power, and efficiency were investigated. The optimal PTO damping coefficient was suggested to give the optimal extracted power. The peak value of the optimal extracted power occurs at the resonant frequency. The resonant peak and its width increase as the submergence depth of the pendulum plate decreases and thickness of the pendulum plate increases. An increase in the wave incidence angle reduces the efficiency of the wave energy converter. In addition, the WEC using a rolling pendulum plate contributes not only to the extraction of the wave energy, but also to a reduction in the waves reflected from the quay wall, which helps to stabilize ships going near the quay wall.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제17권2호
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• pp.116-121
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• 2014

지열수를 온열원으로 사용하고, 해양심층수를 열침으로 사용하는 바이너리(binary) 지열 발전시스템은 기존 지열 발전시스템의 효율을 증대하기 위한 재열과정과 터빈출력을 향상시키기 위한 다단과정을 각각 또는 복합적으로 적용하여 다단재열재생사이클의 성능개선을 검토하였다. 사이클종류는 다단재열사이클(Multi Stage reheater cycle; MS), 다단재열재생사이클(Multi stage reheater regeneration cycle; MSR)이 있다. 작동유체는 R134a, R245fa를 적용하였으며 온열원의 온도가 $65^{\circ}C$, $75^{\circ}C$, $85^{\circ}C$ 열침은 $5^{\circ}C$를 적용하여 기본해석을 수행하였다. 본 논문에서는 온열원변화, 작동유체의 종류, 사이클의 종류에 따른 해양지열발전용 다단재열재생사이클의 출력 및 효율을 높이기 위한 해석을 수행하였다. 이를 열역학적 사이클로 모사하기 위한 상용 프로그램인 Aspen HYSYS(V8.0)를 이용하여 해석을 진행 하였다. 작동유체는 R245fa가 R134a보다 우수한 성능을 보였으며, 온열원의 변화와 각각의 사이클 종류에 따라 적절한 작동유체가 있음을 확인 할 수 있었다. 사이클의 출력 및 효율은 각각 MS사이클과 MSR사이클에서 좋은 성능을 나타냈다.