• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권11호
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• pp.78-87
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• 2017

최근 제품이나 시스템의 품질은 고객만족을 의미하기에 점점 더 중요하게 인식되고 있다. 이러한 품질의 한 특성으로 인식되는 성능은 주어진 기능을 얼마나 잘 수행하는가를 의미하는 것으로 고객만족에 가장 접근하는 특성이다. 그러나 선박과 같은 대형 구조물을 다루는 공학자에게 있어서 안전성은 사고 시에 발생하는 파괴나 인명피해 등과 밀접하게 관계되어 있기 때문에 그 중요성이 더욱 크게 인식되고 있다. 본 연구에서는구조물에서 중요하게 인식되는 성능과 안전성을 고려하여, 품질기능전개(QFD)를 이용하여 성능을 분석하고 파괴모드(Failure Mode) 및 영향 분석(FMEA)을 이용하여 안전성을 분석함으로써 고객의 요구사항에 기반을 둔 품질 분석방법을 제시하였다. 또한 이를 살물선(Bulk Carrier)의 화물창구(Hatchway)에 적용하여 화물창구 시스템의 품질향상을 위한 성능과 안전성 측면에서 중요한 부재를 파악하였고, 성능과 안전성 측면에서 개별적으로 파악된 중요 부재 및 부품들 중에는 공통적으로 파악된 것들이 존재하는데, 이들은 성능과 안전성을 동시에 향상시킬 수 있는 부재 및 부품들이므로 설계자는 설계 시 이러한 부재나 부품에 더 많은 관심을 갖고 개선함으로써 제품 및 시스템의 품질을 향상시킬 수 있는 결과를 나타내었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권4호
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• pp.336-345
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• 2020

선박교통관제는 선박의 안전 및 사고 예방을 위한 제도이다. 국제해사기구, 국제항로표지협회는 일찍부터 선박교통관제와 관련된 규정을 제정해 오고 있었다. 우리나라는 2019년 12월 03일에 선박교통관제에 관하여 「선박교통관제에 관한 법률」이라는 단행법을 제정하였고, 2020년 6월 4일부터 시행될 예정이다. 본 논문에서는 「선박교통관제에 법률」의 제정배경을 살펴보고, 해당 법률 조항들을 비판적으로 검토하였다. 특히 선박관제사의 면책규정이 삭제된 연유를 집중적으로 검토하여 타당성 측면에서 동 법률의 개선방향을 제시하였다. 선박교통관제에 관한 단행법이 없는 대부분의 국가에서 우리나라의 법률을 참고할 수도 있다. 그러므로 「선박교통관제에 관한 법률」의 구성과 정의 부분 등에 대한 보완이 필요하다. 더불어 최초 법안 발의 시에 포함되었다가 입법과정에서 삭제된 선박관제사의 면책규정은 향후 법률 개정에서 재 반영되어야 한다.

• 공업화학
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• 제23권1호
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• pp.71-76
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• 2012

해조류 및 따개비 등의 해양 생물에 의한 선박 및 해양 구조물 표면의 생물오손(biofouling)은 선박 운영비를 증가시키고 구조물을 유지, 보수하는데 어려움을 가져왔다. 본 논문에서는 이러한 생물오손 방지 또는 생물오손 제거(fouling-release)를 향상시키는 방안으로 불소계 화합물인 perfluoropolyether (PFPE)를 이용하여 해양 생물의 표면 점착을 억제하는 방법이 연구되었다. 우선 생물오손을 예측할 수 있는 지표로서 물방울 접촉각이 측정되었다. 아민그룹으로 처리 된 친수성 표면이 갖는 $46.7^{\circ}$의 물방울 접촉각이 PFPE 처리 후 $64.5^{\circ}$로 상승하여 표면의 혐수성이 증가하였다. 이로 인해 초기에 따개비 포자 및 해양 미생물의 점착이 친수성 카르복실 표면과 비교시 약 15% 억제되었다. 또한 표면 코팅시 평탄면이 형성되어 PDMS로 처리된 표면 굴곡이 있는 표면보다 점착된 미생물의 제거가 용이하였다. 이러한 점착 억제 특성은 물리화학적 방법을 통해 측정된 물성들과 비교, 분석되었으며, 표면에 점착된 미생물의 염색을 통한 형광도 측정을 통해 표면 점착도가 정량적으로 분석되었다. PFPE가 갖는 가공의 용이성과 저독성 특성으로 인해 PFPE는 향후 단기간 생물학적 방오염이 필요한 해양 구조물 이외에 단백질 점착 억제가 요구되는 의료용 장비 등에도 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제24권2호
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• pp.246-252
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• 2018

본 논문은 3차원 축대칭 몰수체에 대해 소스 코드가 공개된 OpenFOAM 4.0을 이용하여 첫 번째 격자의 높이와 레이놀즈 수에 따른 마찰저항 변화에 대해 연구하였다. 마찰저항 계산을 위해 경계조건, 수치조건을 정립하였다. 축대칭 물체의 3차원 효과로 인해 거칠기가 매우 작은 $12{\mu}m$에서도 부드러운 표면과 비교해 마찰저항이 다르게 계산되었다. 레이놀즈 수가 커질수록 경계층의 두께 증가가 감소되었으며 이로 인해 마찰저항의 증가량이 감소되었다. 첫 번째 격자의 크기인 y+에 대한 영향에 대해서도 검토하였다. 첫 번째 격자가 log layer에 위치하고 있지 않으면 마찰저항과 표면의 전단력이 과도하게 예측되는 것을 확인하였다. 이는 경계층이 두껍게 예측되어 난류에너지가 과도하게 예측되었기 때문으로 판단된다. 표면의 거칠기가 커질수록 경계층이 두꺼워지고 표면의 난류에너지가 증가되는 것을 확인하였다. 마찰저항을 정확하게 예측하기 위해서는 y+ 값, 거칠기 및 벽함수가 적절한 영역에 위치해야 함을 알 수 있었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제32권3호
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• pp.116-125
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• 1995

선체(船體) 해양구조물(海洋構造物)과 같은 대형(大型) 구조물(構造物)은 대부분 판(板) 구조물(構造物)로 이루어져 있으며, 이에 각종(各種) 기기류(機器類), cable류(類). Pillar, 탄성지지(彈性支待)된 장비(裝備) 등과 같이 집중질량(集中質量), 분포질량(分布質量), 지지(支持)스프링 , 질량(質量)-스프링 계(系) 등이 부가(附加)되는 경우가 많다. 이러한 판(板) 구조물(構造物)의 진동해석(振動解析) 방법(方法)으로 매우 단순(單純)한 경우를 제외하고는 엄밀해(嚴密解)를 얻기 어렵기 때문에 Rayleigh-Ritz방법(方法), assumed mode method와 같은 해석적(解析的) 방법(方法)이 주로 적용(適用)되고 있다. 국부(局部) 팬널의 형상(形狀)은 직사각형(直四角形) 뿐만 아니라 사다리꼴, 삼각형(三角形) 등 매우 다양(多樣)한데 상기(上記) 해석적(解析的) 방법(方法)을 적용한 연구(硏究)는 대부분 직사각형(直四角形)인 경우에 대하여 이루어졌다. 따라서 본(本) 연구(硏究)에서는 임의(任意) 사각형(四角形) 형상(形狀) 평판(平板)에 집중질량(集中質量), Pillar와 같은 지지(支持)스프링, 질량(質量)-스프링 계(系) 등이 부가(附加)된 전체계(全體系)의 진동해석(振動解析)을 효율적(效率的)으로 수행(遂行)하는 방법으로서 임의(任意) 사각형(四角形) 형상(形狀)을 효과적(效果的)으로 취급하기 위해 특성좌표계(特性座標系)를 활용하고 assumed mode method을 적용하는 정식화(定式化)를 제시하였다. 질량(質量)-스프링 계(系)가 부가(附加)된 사다리꼴 평판(平板)을 대상(對象)으로 일련의 수치(數値) 계산(計算)을 수행(遂行)하고 유한요소법(有限要素法)에 의한 결과(結果)와 비교(比較) 검토(檢討)하므로써 본(本) 연구(硏究)에서 제시한 방법(方法)의 타당성(妥當性)을 입증하였다.

• 생명과학회지
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• 제17권3호통권83호
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• pp.318-327
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• 2007

본 연구는 여수연안해역에서 채 집 한 보름달 둥근 물해파리를 대상으로 ITS 부위와 미토콘드리아 유전자 염기서열을 이용하여 계통유연관계를 보왔다. ITS 부위를 증폭시키 기 위하여 F5와 R5 primer, 미토콘드리아 COI 유전자 증폭을 위하여 LCO1490과 HCO2198 primer를 사용했다. 증폭은 ITS에서 267 bp, COI에서 643 bp로 나타났다. 한국산 물해파리와 미국 캘리포니아에서 채집한 Aurelia sp.가 유전적 거리가 가장 짧은 0.023을 보인 반면에, 한국산과 미국산, 스웨덴산 물해파리는 동일한 종이지만 유전적 거리가 0.393에서 0.395로 매우 먼 것으로 나타났다. COI유전자의 경우 한국산과 영국산, 터어키산, 스웨덴산, 미국산 물해파리의 유전적 거리 범위는 0.201에서 0.205로 나타났다. 그러나 한국산과 미국산의 bootstrap은 100% 자매군으로 보였다. COI 유전자에 대한 한국산과 미국산 2차 RNA folding 구조를 볼 때 동일한 에너지 하에서도 상이한 2차 folding을 보였다. 따라서 ITS1과 COI 유전자는 보름달 둥근 물해파리 개체군의 생물지리학적 분포 조사를 위하여 유용한 도구로 활용될 것으로 추측된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권9호
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• pp.451-458
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• 2019

무기체계 개발 및 운용과정에서의 신뢰도는 시스템이나 구성요소가 지정된 기간 동안 지정된 조건에서 필요한 기능을 수행하는 능력의 핵심 척도이며 임무달성의 평가를 위한 임무신뢰도는 전투의 승패를 좌우하는 중요한 지표이다. 임무신뢰도는 특정 기간 동안 주어진 임무가 이벤트나 환경상황에서 성공과 실패할 확률을 나타내며, 신뢰도 산출시 장비의 동작여부만을 고려하는 것이 아니라 시스템의 임무를 물리적 및 기능적으로 구분하여 임무의 수행 신뢰도를 산출하게 된다. 기존의 임무신뢰도는 임무에 따른 물리적인 연결만을 가지고 신뢰도 블록선도를 작성한 후 신뢰도를 산출하였다. 하지만, 현대 무기체계들은 발전하여 고도화되면서 장비 구조가 복잡해져 기능적 또는 물리적 연결에 따른 임무 구분이 필요한 경우 임무 연관성 표현이 불가하다. 이에 본 연구에서는 설계구조행렬과 인터페이스 매트릭스 기법을 사용하여 물리적 구조와 기능적 구조의 연관성을 표현하여 함정 전투체계 시스템 중 한 부분인 함포통제 시스템에 대하여 임무신뢰도를 산출하였다. 본 연구결과를 바탕으로 임무신뢰도 검증자료로 활용되기를 기대한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.137-149
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• 2021

장교는 공공성이 매우 높은 사회기반시설물로 운용 중 안전성 확보가 필수적이며, 붕괴 또는 파손 시 신속한 대처가 필요하다. 사장교의 붕괴 또는 파손을 야기시킬 수 있는 원인은 크게 자연재난과 사회재난으로 분류할 수 있다. 이 중 사회재난에 속하는 충돌사고는 차량이 교량 하부구조인 교각에 충돌하는 사고, 항공기의 결함으로 인한 추락사고 등이 있을 것이며, 해상교량의 경우 주탑 하단에서의 선박 충돌사고가 있을 것이다. 본 연구에서는 수치해석적 접근법을 기반으로 항공기 충돌에 대한 사장교의 구조거동을 평가하는 절차를 제안하고, 충돌해석을 수행하여 절차의 타당성을 보였다. 제안된 절차에는 1) 적절한 항공기 충돌 시나리오 설정, 2) 사장교의 복잡한 거동 메커니즘을 고려한 구조 모델링, 3) 충돌해석을 통한 구조거동 평가가 포함된다. 해석 결과, 본 연구에서 설정한 시나리오는 대상 교량에 큰 영향을 미치지 못하는 것으로 나타났지만, 향후 다양한 시나리오를 통한 충돌해석을 수행한다면 교량에 심각한 손상을 일으키는 하중 위치 및 임계 하중 수준을 결정할 수 있을 것으로 판단한다. 본 연구에서 수행한 충돌해석 절차를 바탕으로 사장교에서 발생하는 항공기 충돌에 대한 간접적인 평가가 가능할 것으로 기대된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권7호
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• pp.1259-1266
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• 2022

최근, 구조설계 기준 및 평가방법의 전문화로 인하여, 선급 규칙의 통합화가 이뤄졌었다. 그 좋은 일례가 국제공통규칙(CSR, Common Structural Rule)이다. 그러나, 종강도 하중이 크게 작용하는 화물창 구역에만 국한하여 세부규정이 제시되어 있고, 선수와 선미부 구조에는 별다른 평가 지침이 없다. 언급한 구역의 구조설계는 조선사의 설계 경험에 의존하여 진행하고 있으며, 선급에서도 명확한 기준이 없으므로 구조 손상 문제가 발생하더라도 근본적인 원인을 파악하기가 힘들다. 본 연구에서는 선미부에 주로 발생하고 있는 좌굴 손상의 대표적인 사례에 대한 근본적인 원인을 파악하기 위한 엔지니어링 기반의 해법을 제시하였다. 유한요소해석 모델링 기반 구조 강도 검증을 위하여, 하중 조건, 경계조건, 모델링 방법 그리고 평가 기준에 대한 합리적인 해법을 제시하였다. 선미부에 작용하는 휨 모멘트에 의하여 높이 방향으로 압축하중에 의해서 좌굴이 발생할 가능성이 있으며, 좌굴 강성 증가를 위하여 판 두께 증가 혹은 수직 보강재의 추가가 필요하다. 앞으로도 이 결과는 유사 운반선의 선미부 구조 강도 검토 시 도움을 줄 것으로 기대된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제30권4호
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• pp.358-364
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• 2024

선박 건조 과정에서 블록이나 장비를 지지하는 A형 캐리어 구조는 하중 변경과 시간이 지남에 따라 점차 변형이 증가하며, 이에 따라 블록과 접촉하는 면적이 감소하고 분산된 하중에서 집중된 하중으로 패턴이 변화한다. 이러한 현상은 실제 사용 하중을 오판할 가능성이 있다. 특히 A형 캐리어는 영세한 제조 업체에서 자주 사용하고 있으며, 별도의 엔지니어링 기능이 없는 상황이 대부분이라서 손쉽게 캐리어의 안전사용하중을 계산하는 방법의 개발이 필요하다. 본 연구는 A형 캐리어가 장기적으로 안전하게 사용할 수 있는 하중을 신속하게 평가하는 방법을 제안함으로써, 하중 분포의 변화에 따른 소성 변형과 그로 인한 안전 문제를 예측하고 대응할 수 있다. 제안된 방법은 캐리어의 중앙 집중하중과 전체 분포하중 조건에 대해서 유한요소해석(빔, 쉘 모델링)을 통한 결과를 기반으로 빔-이론을 수정하여 제안되었다. 빔 모델링에서 집중하중 조건은 보정계수 0.73, 분포하중에서는 0.69를 이론값에 곱해서 안전사용하중이 가능하다. 쉘 모델링의 경우, 집중하중은 0.75와 분포하중은 0.69를 사용할 수 있다. 본 연구는 선박 건조 작업 현장의 안전을 개선하고, 실제 작업 환경에서의 안전 사용 하중 판단에 신속하고 효과적인 결정을 내릴 수 있는 기초 자료로 활용될 수 있다.