• 대한조선학회논문집
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• 제53권5호
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• pp.410-419
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• 2016

With the aim of reducing greenhouse gas emissions by 20 percent by 2020 and by 50 percent by 2050 from their 2005 level, International Maritime Organization (IMO) regulated the emissions of SOx and NOx by setting the emission control area in 2012. Since these environmental regulations have been reinforced, demands for the LNG fuel ships are expected to increase dramatically. Accordingly, the worldwide shipbuilding companies spur the development of the LNG fueled ships. Therefore, it is essential to carry out the research on the development of LNG fuel tank, which is one of the important components of the LNG fuel supply system. In this study, the deliberate finite element analysis of type-B LNG fuel tank for 10,000 TEU containership was carried out to evaluate structural safety and provide the process for analyzing stress levels and evaluating fatigue life of target structural. In particular, thermo-structural analysis and fatigue analysis were carried out using the databases on materials and structures of LNG fuel tank.

• 환경영향평가
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• 제11권1호
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• pp.25-36
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• 2002

The purpose of this study is to assess the environmental carrying capacity of Chongju City for the environmental management and the urban growth management. The urban environmental carrying capacity assessment of the city by the index of ecological footprint(EF), shows that the ecosystem of the city has been overloaded and most of the deficiencies has come from outside of the city. The EF index, the area of land per capita required for production and consumption in the city, was 1.731 ha per capita in 1989 and 1.901 ha per capita in 1999. On the other side, the ecologically productive land is 0.0175 ha per capita. It means that every citizen owes 1.88 ha per capita to the ecosystem in 1999. The land consumption of the city has increased by 0.1705 ha per capita during the last 10 years. The capacity of infrastructure and the service supply estimated by the Onishi model does not exceed the demand of the city in 1999. But the rapidly increasing population and fast urban growth need the expansion of the capacity. The water supply capacity of the city appears to be sufficient in 1999, but the water supply demand will increase in the future. The capacity of sewage treatment facilities seems to be sufficient, but the higher level of sewage treatment facilities should be adopted for the improvement of water quality as the generation of sewage will increase and its characteristics will also make the wastewater treatment difficult. Due to the decrease of solid waste generated, the land fill capacity for solid waste disposal is not insufficient at present, but the capacity will be saturated in the near future. Therefore, the scientific management system of solid wastes should be introduced. The air quality of the city meets both the national air quality standard and WHO recommendation standard, but the strong regulation and control of automobile emission gas such as CO, $CO_2$, NOx and HC is required for clean air.

• 한국연소학회지
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• 제18권2호
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• pp.32-41
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• 2013

This study presents both experimental and numerical investigation of ignition delay time of n-heptane and n-butanol binary fuel. The $O_2$ concentration in the mixture was set to 9-10% to make high exhaust gas recirculation( EGR) rate condition which leads low NOx and soot emission. Experiments were performed using a rapid compression machine(RCM) at compressed pressure 20bar, several compressed temperature and three equivalence ratios(0.4, 1.0, 1.5). In addition, a numerical study on the ignition delay time was performed using CHEMKIN codes to validate experimental results and predict chemical species in the combustion process. The results showed that the ignition delay time increased with increasing the n-butanol fraction due to a decrease of oxidation of n-heptane at the low temperature. Moreover, all of the binary fuel mixtures showed the combustion characteristics of n-heptane such as cool flame mode at low temperature and negative-temperature-coefficient(NTC) behavior. Due to the effect of high EGR rate condition, the operating region is reduced at lean condition and the ignition delay time sharply increased compared with no EGR condition.

• 전기학회논문지
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• 제60권4호
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• pp.862-870
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• 2011

In this paper, we introduce a new topology of Radial Basis Function-based Polynomial Neural Networks (RPNN) that is based on a genetically optimized multi-layer perceptron with Radial Polynomial Neurons (RPNs). This study offers a comprehensive design methodology involving mechanisms of optimization algorithms, especially Fuzzy C-Means (FCM) clustering method and Particle Swarm Optimization (PSO) algorithms. In contrast to the typical architectures encountered in Polynomial Neural Networks (PNNs), our main objective is to develop a design strategy of RPNNs as follows : (a) The architecture of the proposed network consists of Radial Polynomial Neurons (RPNs). In here, the RPN is fully reflective of the structure encountered in numeric data which are granulated with the aid of Fuzzy C-Means (FCM) clustering method. The RPN dwells on the concepts of a collection of radial basis function and the function-based nonlinear (polynomial) processing. (b) The PSO-based design procedure being applied at each layer of RPNN leads to the selection of preferred nodes of the network (RPNs) whose local characteristics (such as the number of input variables, a collection of the specific subset of input variables, the order of the polynomial, and the number of clusters as well as a fuzzification coefficient in the FCM clustering) can be easily adjusted. The performance of the RPNN is quantified through the experimentation where we use a number of modeling benchmarks - NOx emission process data of gas turbine power plant and learning machine data(Automobile Miles Per Gallon Data) already experimented with in fuzzy or neurofuzzy modeling. A comparative analysis reveals that the proposed RPNN exhibits higher accuracy and superb predictive capability in comparison to some previous models available in the literature.

• 설비공학논문집
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• 제28권8호
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• pp.337-342
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• 2016

A marine SCR System is emerging as an alternative to comply with NOx Tier III Emission standards, a restriction on greenhouse gas from vessels implemented by the International Maritime Organization. The system is greatly affected by the uniformity of the fluid flowing into the catalyst, so the performance of the catalyst of an SCR system needs to be guaranteed. This study conducted research on a mixed evaporator of an SCR system, which is one of the factors affecting the uniformity of the fluid. When the angle of the mixed evaporator is set to $90^{\circ}$, the fluid uniformity is at its highest at 83%, under the condition that the length of the mixed evaporator be 3.5 D. When the length was 3.5 D and less, the fluid uniformity had a tendency to improve relative to the case without a bent pipe. However, a longer mixed evaporator results in a more perfect liquidity development in the pipe with a liquidity distribution similar to the case where no curved pipe is formed in front of the catalyst. A lower angle for the mixed evaporator results in a lower flow uniformity, and a longer length of the mixed evaporator results in a lower difference in the flow uniformity caused by the angle. The flow uniformity can be improved by 6% with a mixed evaporator, which confirmed that all factors applied to an SCR system have a close relationship with the efficiency.

• 한국분무공학회지
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• 제29권2호
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• pp.68-74
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• 2024

As awareness of environmental pollution problems increases worldwide, interest in air pollutants is increasing. In particular, NOx and PM, which are major pollutants in diesel vehicles, are contributing significantly to emissions. As a result, its importance is increasing. In this study, based on research results applied to large diesel vehicles, the problem of natural regeneration caused by low exhaust gas temperature during low speed and low load operation is solved by applying a complex regeneration DPF that is not affected by temperature conditions to small diesel vehicles. The feasibility of application to small diesel vehicles was reviewed by measuring the emission reduction efficiency. As a result of the engine test, the power reduction rate and fuel consumption rate before and after device installation under full load conditions were 2.9% decrease and 3.5% increase, respectively, satisfying the standard for a 5% reduction, and as a result of the regeneration equilibrium temperature (BPT) test, the regeneration temperature was 310℃. appeared at the level. The reduction efficiency test results for the actual vehicle durability test equipment showed 97.3% PM, 51.0% CO, and 31.1% HC, while the city commuter vehicle had PM 97.5%, CO 61.7%, HC 40.0%, and the school bus vehicle had PM 96.8%, CO 44.4%, HC 34.3%, and low-speed logistics vehicles showed a reduction efficiency of 98.2% for PM, 36.0% for CO, and 45.7% for HC. Based on the results of this study, in the future, it is necessary to secure DPF technology suitable for all vehicle types through actual vehicle application research on temperature condition-insensitive composite regenerative DPF for medium-sized vehicles.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권6호
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• pp.857-864
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• 2011

순산소연소는 높은 연소 효율과 적은 배가스량, 낮은 질소산화물 농도를 장점으로 하고 있으며 연소온도 조절을 위한 배가스 재순환에 의해 배출되는 연소가스중의 $CO_2$ 농도를 95%까지 농축이 가능하므로 석탄 연소설비에 대한 유망한 CCS 기술로 부각되고 있다. 본 연구는 순산소연소 조건에서 배가스의 재순환을 통한 $CO_2$ 농도 증가에 기인하는 직접 황화반응이 탈황효율에 미치는 영향을 평가하고 반응온도, $CO_2$ 농도, $SO_2$ 농도상승이 $SO_2$ 제거효율에 미치는 영향과 배가스 중 수분 등이 $SO_2$ 제거효율에 미치는 영향을 실험적으로 고찰하였다. 반응온도 $1,200^{\circ}C$까지 온도 상승에 따라 $SO_2$의 제거효율은 증가하였고 Ca/S비, $CO_2$ 농도와 수분이 증가할수록 $SO_2$ 제거효율이 증가하였다. 이러한 운전변수는 영향인자 평가를 통하여 Ca/S 비>체류시간>$O_2$농도>반응온도>$SO_2$농도>$CO_2$농도>수분농도의 순으로 탈황반응에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 운전변수별 실험결과를 이용하여 로내 건식탈황에 있어서 각 운전변수별 성능 영향인자를 평가할 수 있는 반경험적 모델식을 도출하였다.

• 청정기술
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• 제25권4호
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• pp.316-323
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• 2019

대기 오염 물질 저감과 연소 효율 증가를 위해서 연소 환경 내 일산화탄소를 정밀하게 측정하는 것은 필수적인 요소이다. 일산화탄소(carbon monoxide, CO)는 불완전 연소 때 급격히 증가하며 질소산화물(nitrogen oxide, NOx)과 Trade-off 관계로 오염 물질 배출량과 불완전 연소 반응에 기여하는 중요한 가스종이다. 특히, 대형 연소 시스템 중 열처리로의 경우, 강판 표면위 산화층 형성을 억제하기 위해 과잉 연료 조건에서 환원 분위기로 운전이 진행된다. 이는 많은 양의 미연분 일산화탄소가 배출되는 원인이기도 하다. 하지만 연소 환경 내에서 일산화탄소 농도는 불균일한 연소 반응과 열악한 측정 환경으로 인하여 실시간 측정이 어렵다. 이러한 문제점을 극복하기 위해서 광학적 측정 방식인 파장 가변형 다이오드 레이저 흡수 분광법(tunable diode laser absorption spectroscopy, TDLAS)이 각광을 받고 있다. TDLAS 기법은 열악한 현장 측정, 빠른 응답성, 비접촉식 방식으로 연소 환경 내 특정 가스종 농도 측정에 적합하다. 본 연구는 과잉 연료 조건에서 당량비 제어를 위한 연소시스템을 제작하였으며 연소 배기가스 생성을 위해 LPG/공기 화염을 이용하였다. 당량비 변화에 따른 CO 농도 측정은 TDLAS와 Voigt 함수 기반 시뮬레이션으로 분석하였다. 또한 연소 생성물로부터 간섭이 없는 CO 광 흡수 영역 확보를 위해 근적외선 영역의 4300.6 cm^-1을 선택하여 실험을 진행하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권1호
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• pp.127-137
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• 2021

미세먼지 전구체인 질소산화물(NOx)에 대한 대기배출부과금 제도가 2020년부터 국내에 도입 및 시행됨에 따라 이를 저감하기 위한 경제적인 연소기술 개발은 매우 시급한 실정이다. 본 연구에서는 해외 우드펠릿 대체재로서 REC(Renewable Energy Certificates) 확보가 가능한 국내 미이용 산림 바이오매스를 연료로 하여 0.1 MWth급 순환유동층 연소 설비에서 NOx 저감을 위한 air-staging 효과를 고찰하였다. 운전 변수로는 air-staging 적용 유무, 3차 공기 공급 높이(6.4 m, 8.1 m, 9.4 m) 그리고 air-staging 비율(1차 공기:2차 공기:3차 공기=91%:9%:0%, 82%:9%:9%, 73%:9%:18%) 변화이며 운전 변수에 대한 배기가스 내 NO와 CO 농도, 연소로 높이별 온도와 압력 프로파일, 포집된 비산재(fly ash) 내 미연탄소 함량과 연소효율을 분석하였다. 3차 공기를 가장 높은 9.4 m에서 공급한 air-staging 운전 시 NO 농도는 100.7 ppm으로 air-staging을 적용하지 않은 운전 조건(148.8 ppm)보다 32.3% 감소하지만 CO 농도는 오히려 52.2 ppm에서 99.8 ppm으로 91% 증가하였다. 더불어, NO 농도의 저감을 위한 환원영역과 CO 농도의 저감을 위한 산화영역 확보를 위해 3차 공기 공급 높이를 6.4 m로 유지하며 3차 공기 공급량을 늘리고 1차 공기 공급량을 낮춘 air-staging 운전 조건(73%:9%:18%)에서는 NO와 CO 농도가 각각 90.8 ppm과 66.1 ppm으로 air-staging 적용 조건 중 가장 감소되는 것을 확인하였다. 이러한 최적 운전 조건에서 연소효율 역시, air-staging을 적용하지 않은 운전 조건의 연소효율(98.3%) 보다 높은 99.3%임을 확인하였다.

• 대한교통학회지
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• 제17권4호
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• pp.99-110
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• 1999

도시지역의 대기오염은 주로 자동차에 기인하며, 이는 보편적인 현상으로 나타나고 있다. 특히 서울시의 경우 자동차에 의한 대기오염 비중이 85.7%(1997년 기준)를 차지하고 있을 만큼 큰 비중을 보이고 있다. 이에 본 연구의 1차적 관심사는 서울시 대기오염의 주된 요인인 교통부문의 개별적 분석보다는 지속가능한 도시발전을 위한 새로운 패러다임의 적용이라는 관점에서 향후 서울시의 교통.환경부문의 통합연계 분석에 대한 공감대 형성 및 활용가능성 모색에 두었다. 서울시 통행 O-D자료를 바탕으로 환경주행세 부과를 고려한 단기교통혼잡관리모형 적용결과, 교통.환경부 문간 연계통합모형의 실제 유의성을 발견할 수 있었다. 즉 환경주행세의 시행전후 비교분석에 의하면, 유류소비 단위당 500원/${\ell}$과 1,000원/${\ell}$을 부과할 경우, 오전 첨두시간대의 대기오염물질 배출량은 시행후 10.7%와 17.3%씩 감소하는 것으로 나타났다. 이에 비하여 유류소비량 저감은 20.2%와 30.3%로서, 저감비율이 상대적으로 높게 반영되고 있다. 그러나 단위 유류소비량에 대한 차종별 오염물질 배출량 비중은 버스 46.4, 화물차 50.4, 승용차 14.4 등으로 산출되어, 환경주행세 500원/${\ell}$ 부과에 의한 승용차의 오염배출 비중은 비탄력적인 반면에 오염물질 배출량이 많은 버스 및 화물차의 비중은 오히려 증가하는 것으로 나타났다. 결과적으로 자동차 유발 대기오염의 비중을 낮추기 위해서는 차종별 오염물질 배출경향을 고려한 환경주행세의 차별부과 방식이 고려되어야 할 것이다. 예를 들면, 차종별 유류소비량에 대한 오염물질 배출비중을 균등화하는 방법, 또는 서울지역 오존오염의 원인이 되는 HC와 NOx 오염물질의 총량에 대한 차종별 기여도를 평균화하는 방법이 적용될 수 있다. 한편으론 환경주행세의 부과방식과 병행하여, 자동차 오염물질 배출을 저감할 수 있는 삼원촉매장치와 매연여과장치의 부착, 오염물질 과다배출 차량의 조기폐차 시행에 의한 인센티브 부여, 그리고 청정자동차 구입에 의한 버스업체의 환경주행세 감면 등과 같은 제도적 장치도 함께 고려되어야 한다. 그러나 본 연구에서 의도하였던 도로환경용량을 고려한 통행량 배분의 실제적 효과를 산출하기 위해서는 첫째, 통행비용의 절감과 대기질 개선이라는 공동선(共同善)을 추구하기 위한 교통.환경간 통합패러다임의 적용모형 개발과 활용가능성 모색, 둘째, 물리적 기준인 도로별 고통용량기준을 환경요소도 포함하는 도로환경용량으로의 전환, 셋째, 통행시간.환경비용.도로건설 및 유지비용뿐만 아니라 자동차 이용에 따른 연료소비 등을 포함하는 통행배분 모형 개발, 넷째, 단기혼잡프로그램을 활용하여 자동차 유발 대기오염물질 배출량 저감효과와의 연계시도 등과 같은 사항이 지속적으로 연구.개발되어야 할 것이다.