• 대한기계학회논문집B
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• 제20권5호
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• pp.1591-1602
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• 1996

In operating the underwater engines such as encountered in exploring submarines, the dumping of the exhaust gas out of the engine requires a large portion of the total power, frequently amounting to 25-30% of the power generated. This unfavorable circumstance can be cured by liquefying the exhaust gas and storing it. In the present study, two liquefaction systems were simulated to enhance the overall efficiency; one is a closed cycle diesel engine and the other is a closed cycle LNG engine. The liquefied natural gas (LNG) is chosen as a fuel, not only because its use is economical but also because its cold energy can be utilized within the liquefaction system. Since a mixture of oxygen and carbon dioxide is used as an oxidizer, liquefying carbon dioxide is of major concern in this study. For further improving this system, the intercooling of the compressor is devised. The necessary power consumed for the liquefying system is examined in terms of the related properties such as pressure and temperature of the carbon dioxide vessel as a function of the amount of the exhaust gas which enters the compressor. The present study was successful to show that much gain in the power and reduction of the vessel pressure could be achieved in the case of the closed cycle LNG engine. The compression power of exhaust gas were observed remarkably lower, typically only 6.3% for the closed cycle diesel engine and 3.4% for the closed cycle LNG engine respectively, out of net engine power. For practicality, a design -purpose map of the operating parameters of the liquefaction systems was also presented.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.10-17
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• 2020

최근 경상북도 포항에서 일어난 강도 5.4 규모의 지진 영향으로 인하여 국내에서도 액상화 현상이 처음으로 발견되었다. 이와 같이 액상화 현상이 발생하면 물과 모래의 일부가 지면 위로 분출하여 공간이 생기게 되므로 지반의 침하, 건물 붕괴, 싱크홀 발생 등의 다양한 위험 상황으로 이어지게 된다. 최근 국내에서도 이와 같은 위험 요인인 액상화 가능지역을 사전에 파악하고자 액상화 위험지도 제작의 필요성이 커지고 있는 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 액상화 위험지도 제작을 위해 국토교통부 국토지반정보 통합 DB센터에서 구축한 시추정보를 활용하였으며, 시추정보 데이터베이스 추출 기능과 시추정보를 바탕으로 한 기초데이터 모델링과 3차원 분석 기능을 구현하기 위한 모듈을 개발하였다. 본 연구를 통하여 국토지반정보 통합DB의 효과적인 연동기술을 확보하였으며, 지반 저항치, 액상화 위험지도 등 액상화 위험도 분석을 위한 단계별 3차원 정보 생성이 가능해졌다. 향후, 본 연구에서 개발한 기술을 통해 3차원 액상화 정보 구축을 위한 기반 마련과 액상화 대응체계 구축을 위한 종합적인 의사결정 지원기술로 유용하게 활용할 수 있을 것이다.

• 대한안전경영과학회:학술대회논문집
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• 대한안전경영과학회 2008년도 추계학술대회
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• pp.659-667
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• 2008

The LNG carriers have been propelled by steam turbines and the LNG boil-off(BOG) has been used as fuel or vented. However, as the alternative propulsion systems such as diesel engines are being equipped on the LNG carriers for better fuel efficiency, a need for the LNG BOG re-liquefaction system that liquefies the BOG and sends the liquid BOG back to the LNG cargo has arisen in recent years. This study investigates the design of the BOG re-liquefaction system based on the reverse Brayton refrigeration cycle. The thermodynamic and heat exchanger analysis are carried out and the limitations to the system performance are discussed.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 1998년도 추계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Spring 1998
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• pp.369-376
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• 1998

The purpose of the present study is to analyze the response of pipelines subjected to liquefaction-induced permanent ground displacement and to discuss the failure prediction of domestic waterway pipelines. Initially here, characteristics of liquefaction are reviewed and then permanent ground displacement is investigated base on previous earthquake hazard cases. Next, considering the distribution of the transverse permanent ground displacement and equivalent spring constant effect, formulas obtained by a beam theory are established to analyze continuous pipelines. This analysis was performed without consideration of axial effects. So the finite element analysis was used in order to consider the axial stiffness of soil. As a result, degree of liquefaction, width of deformed ground and axial stiffness are crucial points for evaluation the failure of pipelines subjected to permanent ground displacement.

• 한국항해항만학회지
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• 제33권10호
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• pp.659-664
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• 2009

LNG선의 건조 동향을 보면 2003년을 기점으로 하여 기하급수적으로 증가하기 시작 하였으며, 2008년을 기점으로 하여 그 건조량은 감소하는 추세이나 건조 선박 중 많은 부분이 재액화 시스템이 장착된 대형 LNG선박으로 대형 LNG선은 216K급의 Q-Flex급, 260K급의 Q-Max급이 주를 이루고 있다. 이러한 LNG선박의 대형화는 LNG선의 화물창 보온 설계 기준인 BOR(Boil Off Rate) 0.15%를 기준해서 상대적으로 많은 양의 BOG가 발생하게 되었으며 선박의 주 추진기관의 연료로 사용 하더라도 잉여 가스가 남게 되어 화물탱크의 압력상승을 막기 위해서는 BOG를 재 액화하여 화물탱크로 반송하거나 소각하는 방법 등으로 처리하지 않으면 안 되게 되었다. 이러한 이유로 인하여 206K(206,000m3)급 이상의 대형 LNG 선박에서는 필수적으로 LNG 재액화 시스템을 탑재하도록 설계를 하게 된다. 본 연구에서는 현재 개발 되어 운항선에 적용되고 있는 여러 가지 LNG 재액화 시스템의 사이클 성능을 동일한 기기 조건하에서 해석함으로써 각각의 장단점을 비교하여 LNG선박의 설계 및 운항 시 재 액화 시스템의 최적화 방안을 제시하고자 한다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.1-10
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• 2022

본 연구에서는 액상화 평가를 위해 적용 가능한 UBC3D-PLM을 활용하고자 상대밀도를 이용한 모델 변수 평가방법을 제안하였다. 또한, 가속도와 간극수압이 측정되고 있는 액상화 발생 지역의 사례에 대한 동적 유효응력해석 즉, 액상화 해석을 수행하여 실측 및 기존 Finn 해석결과와 비교 분석하였다. 본 연구를 통해 제안한 방법은 관련 모델에서 요구하는 필요 변수를 쉽게 평가할 수 있고, 액상화가 발생된 지역에서의 간극수압 거동을 예측할 수 있는 것으로 나타났다. 또한, 연구대상 지역의 경우 실측과 해석 모두 지진 가속도가 최대값에 도달한 후, 일정 시간이 경과한 시점에서 액상화가 발생하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 적용한 UBC3D-PLM의 경우 실측과 유사한 과잉간극수압 거동을 예측하였고, 실측과 동일하게 액상화 발생여부를 평가하였다. 특히, 모래층에서의 과잉간극수압이 더 크게 발생하였지만, 실제는 실트층에서 액상화가 발생한 현상을 정확하게 구현하였다. 제안 모델 변수 평가방법과 UBC3D-PLM을 적용한 유한요소해석이 실제와 유사하게 액상화 발생 영역을 평가함으로써 향후 내진 설계 및 보강 시 액상화 보강 영역 선정에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권9호
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• pp.79-87
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• 2011

기존의 액상화 방지를 위한 그라우팅은 부정확한 계측장비를 사용하고 시공 품질관리를 경험에 의존하는 단점이 있다. 본 연구는 ${\bigcirc}{\bigcirc}{\bigcirc}$ 고속도로 건설현장 내 말뚝기초 주변의 지반을 그라우팅으로 보강한 사례를 분석하여 액상화 대책공법으로서 그라우팅 보강효과에 대한 연구를 실시하였다. p-q-t 도표 유형분석을 통해서 결정된 주입압, 주입속도 및 주입대상지반의 입도특성, 주입재의 점도특성으로부터 도출한 결과를 그라우팅 자동관리시스템에 적용하여 그라우팅의 주입효과를 높였다. 주입 후 SPT 시험을 실시한 결과 N값이 5-20까지 증가하여 액상화에 대하여 안전한 것으로 나타났다.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.20-24
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• 2020

The purpose of this analytic study is to design and examine an efficient hydrogen liquefaction cycle by using a pre-cooler. The liquefaction cycle is primarily comprised of a pre-cooler and a refrigerator. The fed hydrogen gas is cooled down from ambient temperature (300 K) to the pre-cooling coolant temperature (either 77 K or 120 K approximately) through the pre-cooler. There are two pre-cooling methods: a single pre-coolant pre-cooler and a cascade pre-cooler which uses two levels of pre-coolants. After heat exchanging with the pre-cooler, the hydrogen gas is further cooled and finally liquefied through the refrigerator. The working fluids of the potential pre-cooling cycle are selected as liquid nitrogen and liquefied natural gas. A commercial software Aspen HYSYS is utilized to perform the numerical simulation of the proposed liquefaction cycle. Efficiency is compared with respect to the various conditions of the heat exchanging part of the pre-cooler. The analysis results show that the cascade method is more efficient, and the heat exchanging part of the pre-coolers should have specific UA ratios to maximize both spatial and energy efficiencies. This paper presents the quantitative performance of the pre-cooler in the hydrogen liquefaction cycle in detail, which shall be useful for designing an energy-efficient liquefaction system.

• 대한조선학회논문집
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• 제57권3호
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• pp.152-159
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• 2020

Ship owners had pursued higher benefits by demanding the new design and construction of ships with higher operational efficiency. There was a necessity for shipyards to suggest a more economical design and advanced operation concept in order to meet the demands. Especially, since BOG combustion and activation of the re-liquefaction unit had to be taken into account in ship design in addition to fuel oil and gas consumption, the evaluation of the operating efficiency considering the technological trends was necessary. In this paper, it was aimed to study the design philosophy and operation strategy by considering the effect of fuel oil and gas consumption, BOG combustion, and activation of the re-liquefaction unit on the operating cost for laden voyage according to ship speed, BOR, and activation of the re-liquefaction unit. For this purpose, the costs were acquired by conducting the sailing simulation of an LNGC based on a mathematical model including the maneuvering equations of motion. The design philosophy and operation strategy was reviewed in terms of the operating cost.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제19권10호
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• pp.13-19
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• 2018

2016년 경주지진에 이어 2017년에도 포항지진이 발생하여 우리나라 동남권 지역이 지진의 위협을 받고 있는 실정이다. 특히, 포항지진에서는 연안의 퇴적지반에서 액상화 현상이 발생하여 이에 대한 대책 마련이 크게 중요시되고 있다. 지반 액상화는 지표면 위의 구조물뿐만 아니라 지중의 시설에 대해 직접적인 영향을 줄 수 있기 때문에 발생 가능한 지진에 대한 시설물의 액상화 위험도를 파악하여 이에 대한 대책을 마련할 필요가 있다. 이 연구에서는 최근 국내에서 지진이 발생한 동남권 지역의 전력구를 대상으로 지진 시 액상화 위험도를 평가하였다. 이때, 발생 가능한 지진은 재현주기 1,000년으로 고려하였으며 지진 시 액상화 위험도는 액상화 발생가능성 지수를 통해 검토하였다. 액상화 위험도 분석은 2단계로 진행되었으며 1단계에서는 동남권 전력공동구 설치위치의 지반조사자료를 토대로 액상화 발생 가능성 지수를 산정하여 액상화 위험도를 분석하였다. 이때, 지반 내 증폭현상은 지반종별 지반증폭계수를 통해 고려되었다. 2단계 위험도 분석은 1단계 분석에서 액상화 발생 가능성이 매우 높게 판정된 전력구 주변의 시추공 정보를 바탕으로 지진응답해석을 수행하고 이를 토대로 액상화 발생 가능성 지수를 재산정하여 지진 시 액상화 위험도를 재분석하였다. 이때, 이용된 지반조사자료는 국토지반정보 통합DB센터의 자료이며 지진응답해석에서는 3가지의 실지진 가속도 시간이력곡선을 이용하였다. 연구결과, 국내 지중 시설물에 대한 액상화 위험도 평가를 1단계 광역기반의 액상화 위험도 평가를 수행하고 2단계 평가에서는 1단계 평가에서 위험한 곳으로 평가된 지역에 대해서 지진응답해석을 동반한 위험도 평가를 재수행하는 것이 매우 합리적이고 유효적절한 것으로 나타났다.