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강원권 및 동남권 지역의 파력발전 잠재성 평가 (Assessment of Wave Power Potential in the Kangwon and Dongnam Regions, Korea)

  • 장미향;최요순
    • 한국지리정보학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.91-105
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    • 2013
  • 본 연구에서는 강원권 및 동남권에 해당하는 동해와 남해일부 해역을 대상으로 파력발전 시스템을 도입함으로서 기대할 수 있는 잠재성을 평가하였다. 연구지역 해역에 750kW급 파력발전기 28대를 설치하는 것을 가정하고, 미국 국립해양대기청(NOAA)의 NWW3(Noaa Wave Watch III) 모델로부터 구축된 평균 유의파고 및 첨두파주기 자료와 스텐포드 대학과 미네소타 대학이 공동 개발한 InVEST 소프트웨어를 이용하여 연간 전력 생산량과 경제적 효과를 분석하였다. 분석 결과 연구지역에서의 발전 전력량은 최대 1,207MWh/year, 최소 163MWh/year로 산정되었으며, 연안보다는 육지로부터 먼 해역으로 갈수록 발전 전력량이 점차 증가하는 공간적 분포 패턴을 보였다. 파력발전 시스템의 운영기간을 25년으로 가정하고 시스템 도입을 위해 투입되는 비용과 생산되는 전력의 판매 수익을 함께 고려하여 순현재가치(NPV)를 산정하였다. 그 결과 파력발전 시스템으로부터 생산된 전력을 해저 케이블과 강원권과 동남권 지역의 해안가에 위치한 10개의 발전소들의 설비를 이용하여 내륙으로 공급할 경우에는 NPV가 최대 5,882달러(약 6,600천원), 최소 -63,494달러(약 -71,000천원)인 것으로 분석되었다. 반면, 파력발전 시스템으로부터 생산된 전력을 울릉도와 독도의 전력망으로 공급할 경우, 해저 케이블 설치를 위해 투입되는 초기 비용이 크게 줄어들어 울릉도, 독도 인근 해역에서 NPV 값이 최대 28,095달러(약 31,600천원)까지 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 전력 판매단가가 증가할수록 동해상의 NPV의 손익분기선이 육지 쪽으로 가까워지는 것으로 분석되었으며, 울릉도, 독도 인근 해역에서는 전력 판매단가가 현재 수준보다 100원 상승할 경우 NPV 값이 최대 88,158달러(약 99,000 천원)까지 증가하는 것으로 예측되었다.

CO2형 폐주물사를 콘크리트용 잔골재로 재활용하기 위한 연구 (A Study for Recycling CO2 Silicate Bonded Waste Foundry Sand as Fine Aggregate for Concrete)

  • 문한영;최연왕;송용규
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제14권3호
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    • pp.420-429
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    • 2002
  • 우리나라의 주물공장에서 발생되는 폐주물사는 연간 80만 톤 정도로서 90 %이상이 매립되고 있으므로 토양 덴 지하수 오염 문제로 인한 피해가 우려된다. 또한, 폐기물관리법이 크게 강화됨으로써 폐주물사의 재활용 방안에 대한 대책 수립이 절실히 요망된다. 본 연구에서는 폐주물사를 콘크리트용 잔골재로 재활용하기 위한 연구의 일환으로 폐주물사의 품질 및 폐주물사를 대체한 모르타르 및 콘크리트의 물성에 관한 실험결과에 대하여 고찰하였다. 폐주물사의 비중은 천연골재와 비슷하였으나, 단위용적 중량 및 실적률은 작았으며, 흡수율이 다소 큰 문제점이 있었다. 폐주물사의 입도는 천연골재로서 적정비율로 대체, 유해원소 및 유기불순물은 세척처리 함으로써 콘크리트용 잔골재로 사용 가능하였다. 폐주물사 대체 모르타르의 유동성은 보통모르타르와 비교하여 약간 떨어졌으나, 압축강도는 대체율 20 %에서 크게 나타났다. 한편, 폐주물사 대체 콘크리트의 응결시간은 보통콘크리트보다 약간 빨랐으나, 블리딩률은 오히려 작았으며, 슬럼프 손실률이 다소 큰 문제점은 있었다. 그러나 폐주물사를 30 % 대체한 콘크리트의 압축, 인장강도 및 탄성계수는 재령에 관계없이 좋은 결과를 나타내었다.

수중 전격 과도현상 해석을 위한 ATPDraw 시뮬레이션 (ATPDraw Simulation for Transient Phenomena Analysis of Electrical Shock Underwater)

  • 정종욱;정진수
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제21권6호
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    • pp.48-54
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    • 2007
  • 본 논문에서는 전자과도현상 해석 프로그램인 ATPDraw를 이용한 사례연구로써 인체에 전격이 가해지는 순간의 과도현상을 해석하였다. 사례연구를 위한 2가지 전격 모델은 최악의 환경을 조성하고자 수중에서 발생하는 것으로 가정하였으며, 첫째, 인체가 수중에서 전원설비의 노출 충전부에 접촉하였을 경우와 둘째, 인체의 수족이 수중에서 동시에 대지에 접촉하는 경우를 모델링하였다. 모델링 후 각 사례에 대해 인체의 각 부위에서의 계산된 전압, 전류를 비교하여 전격 순간의 과도현상을 해석하였다. 첫 번째 모델에 대한 해석 결과, 인체가 수중 노출충전부에 촉수시 순간적인 과도현상이 발생하며, 이때의 전압, 전류는 촉수 전후보다 현저히 증가되는 것을 확인하였다. 그러나 이 현상은 지속시간이 매우 짧아 통전전류와 시간의 적이 안전한계 이내임을 감안할 때, 수용가의 상용전압에서의 전격의 영향은 그다지 크지 않을 것으로 사료된다. 두 번째 모델에서는 인체의 수족이 대지에 동시에 접촉했을 경우, 접촉 순간 인체에 유기되는 전압의 크기는 전반적으로 감소되었으나, 가슴 부위를 통과하는 전류량이 급증하였다. 그러나 그 크기가 작고 지속시간이 짧아 인체에 미치는 전격의 영향은 미미할 것으로 사료된다. 결국 두 경우 모두 전압의 크기, 인체 임피던스에 따라 전격의 영향이 좌우될 것으로 판단된다.

수치해석적 기법을 이용한 복합재 원통 셸의 좌굴 연구 (Buckling Analysis of Composite Cylindrical Shell Using Numerical Analysis Method)

  • 정해영;조종래;배원병;이우형
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권1호
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    • pp.51-58
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    • 2012
  • 본 연구는 외부 수압을 받는 복합재 원통 셸에 대해서 원통 좌굴식 (ASME 2007,NASA SP- 8007)과 유한요소법을 이용하여 좌굴 압력을 예측하기 위함이다. 본 연구에 사용된 모델은 적층 각도 [0/90]$_{12t}$ 이며 복합재 재질은 USN 125 이다. 복합재는 프리프래그 방식으로 제작되었다. 본 논문에 사용된 연구 방법은 원통 셸의 좌굴식, 유한요소해석을 수행하고 이를 실험으로 검증 하였다. 원통 셸의 좌굴식과 유한요소 결과를 비교하기 위하여 $20^{\circ}{\sim}90^{\circ}$까지 $5^{\circ}$씩 변화시켜 도식화 하여 비교하였다. 유한요소해석의 결과는 선형과 비선형은 안전율 0.85~1.0 으로 잘 일치하였다. 좌굴 압력식은 적층각이 증가할수록 좌굴압력이 증가하였다. 유한요소 해석과 비교하면 ASME 2007 식이 NASA SP-8007 식보다 안전율이 더 큰 식임을 알 수 있었다.

질량-스프링 모델을 이용한 해수 중 오탁방지막 거동해석 (Behavioral Analysis of Silt Protectors in Seawater Using the Mass-Spring Model)

  • 이춘우;김옥삼;신현출;황두진
    • 해양환경안전학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.194-199
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    • 2017
  • 오탁방지막이 바닷물 속에 설치되어 있을 때 조류와 파도가 변할 때 움직임과 앵커 파주력을 초과하는 유체력이 작용할 경우의 이동 메카니즘을 질량-스프링법으로 해석하였다. 설치 위치는 전남 진도군 임회면 굴포리 동령개 포구 해역이다. 앵커의 파주력을 초과하는 장력은 0.05 m/s에서는 318초 후에 도달하였고, 0.15 m/s에서는 77초, 0.25 m/s에서는 43초, 0.3 m/s에서는 37초 후에 앵커가 움직이기 시작하여, 조류 속도가 0.01 m/s로 증가함에 따라서 평균 11.2 초 정도, 앵커 이동시작 시간이 단축되고 있었다. 조류만 작용할 때와 파랑이 추가될 때의 차이점은 유속이 느릴 경우, 앵커의 이동이 시작되는 시간의 차이가 7.6 % 정도 발생하였으나, 유속이 빠른 경우는 4.3 % 미만으로 큰 차이가 없이 앵커 이동이 시작되는 것을 알 수 있었다. 조류 속도가 0.13 m/s를 초과하고 파도의 방향이 일치하면 주변의 해저 구조물과의 충돌로 인해 오탁방지막 성능이 정상적으로 작동하지 않을 수 있으니, 오탁방지막을 바다에 설치할 때 해수의 흐름 상황 등을 질량-스프링 방법으로 면밀하게 검토해야 한다.

Interactive Navigational Structures

  • Czaplewski, Krzysztof;Wisniewski, Zbigniew
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.1
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    • pp.495-500
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    • 2006
  • Satellite systems for objects positioning appeared indispensable for performing basic tasks of maritime navigation. Navigation, understood as safe and effective conducting a vehicle from one point to another, within a specific physical-geographical environment. [Kopacz, $Urba{\acute{n}}ski$, 1998]. However, the systems have not solved the problem of accessibility to reliable and highly accurate information about a position of an object, especially if surveyed toward on-shore navigational signs or in sea depth. And it's of considerable significance for many navigational tasks, carried out within the frameworks of special works performance and submarine navigation. In addition, positioning precisely the objects other than vessels, while executing hydrographical works, is not always possible with a use of any satellite system. Difficulties with GPS application show up also while positioning such off-lying dangers as wrecks, underwater and aquatic rocks also other naturaland artificial obstacles. It is caused by impossibility of surveyors approaching directly any such object while its positioning. Moreover, determination of vessels positions mutually (mutual geometrical relations) by teams carrying out one common tasks at sea, demands applying the navigational techniques other than the satellite ones. Vessels'staying precisely on specified positions is of special importance in, among the others, the cases as follows: - surveying vessels while carrying out bathymetric works, wire dragging; - special tasks watercraft in course of carrying out scientific research, sea bottom exploration etc. The problems are essential for maritime economy and the Country defence readiness. Resolving them requires applying not only the satellite navigation methods, but also the terrestrial ones. The condition for implementation of the geo-navigation methods is at present the methods development both: in aspects of their techniques and technologies as well as survey data evaluation. Now, the classical geo-navigation comprises procedures, which meet out-of-date accuracy standards. To enable meeting the present-day requirements, the methods should refer to well-recognised and still developed methods of contemporary geodesy. Moreover, in a time of computerization and automation of calculating, it is feasible to create also such software, which could be applied in the integrated navigational systems, allowing carrying out navigation, provided with combinatory systems as well as with the new positioning methods. Whereas, as regards data evaluation, there should be applied the most advanced achievements in that subject; first of all the newest, although theoretically well-recognised estimation methods, including estimation [Hampel et al. 1986; $Wi{\acute{s}}niewski$ 2005; Yang 1997; Yang et al. 1999]. Such approach to the problem consisting in positioning a vehicle in motion and solid objects under observation enables an opportunity of creating dynamic and interactive navigational structures. The main subject of the theoretical suggested in this paper is the Interactive Navigational Structure. In this paper, the Structure will stand for the existing navigational signs systems, any observed solid objects and also vehicles, carrying out navigation (submarines inclusive), which, owing to mutual dependencies, (geometrical and physical) allow to determine coordinates of this new Structure's elements and to correct the already known coordinates of other elements.

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도선 관점에서 본 초대형 컨테이너 선박의 부산신항 내 안전대책 연구 (A Study on the Safety Measure for Mega Container Ships Calling at Busan New Port from the Perspective of Pilotage)

  • 김정환;박영수;김대원
    • 한국항해항만학회지
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    • 제44권3호
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    • pp.174-180
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    • 2020
  • 최근 부산신항은 항계 내의 장해물 제거 공사와 함께 부두 부근 항내 수심을 17m까지 확보하여 컨테이너 선박의 대형화 추세에 지속해서 대응하고 있다. 한편, 2020년도에는 24,000TEU급 초대형 컨테이너 선박이 입항하고 있으며, 이와 같은 흐름에 맞추어 추후 항내 수심을 23m까지 확보하는 것을 계획 중이다. 이처럼 대형선박 입항 시 상황에 따라 주의하여야 할 요소에 대한 사전 점검이 필요하며, 이를 위한 이해관계자 간의 정보 공유가 필요할 것으로 판단된다. 본 논문에서는 초대형 컨테이너 선박의 통항에 따른 해당 항로의 영향을 파악하기 위하여 선박 입·출항 통계자료 및 선박 운항 성능 자료를 바탕으로 통항 안전성 평가를 시행하였으며, 4,000 TEU선박 통항시와 비교하여 최대 8.4%높은 위험도가 발생하였다. 또한, 초대형 컨테이너 선박의 부산신항 내 안전한 통항을 위한 도선 관점에서의 운항 특성 의견을 취합하여 최소안전수심과 예선 운용 방안 등의 안전대책을 함께 제시하였다. 이를 통하여 초대형 컨테이너 선박의 부산신항 입·출항시 사고 예방에 이바지할 수 있을 것으로 사료된다.

콘크리트 하수관거 보수용 초속경 수중불분리 모르타르의 재료적 특성 (Material Properties of Ultra Rapid Hardening Mortar for Repairing Sewage Treatment Concrete Pipes)

  • 이병재;이선목;방진욱;김윤용
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제24권3호
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    • pp.57-62
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    • 2020
  • 국내에 설치된 하수관거 중에서 20년을 초과한 콘크리트관의 연장은 66,334km로서 전체의 42.5%를 차지한다. 열화된 콘크리트 하수관거에서는 내부 하수의 유출로 인해 관로 주변의 동공을 확장시켜 땅꺼짐 등의 문제도 발생시키기 때문에 이에 대한 보수를 통한 유지관리가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 초속경시멘트 및 분리저감제를 적용한 수중불분리성 모르타르를 하수관거 보수에 적용하기 위한 기초연구를 수행하였다. 배합조건에 따른 응결시험 결과 분리저감제 혼입에 따라 종결이 최대 172%정도 지연되는 것으로 나타났다. 수중분리도는 분리저감제 0.3% 이상 혼입시 pH 12 이하로 측정되었고, 현탁액량은 분리저감제 0.2% 이상 혼입시 50mg/l이하로 측정되어 국내 KCI-AD102 기준을 만족하였다. 기건조건과 수중조건에서 타설하였을 때의 강도비 평가 결과, 분리저감제 혼입시 80% 이상의 강도비를 나타내어 국내 KCI-AD102 기준을 만족하였다. 부착강도는 분리저감제 혼입시 기건조건보다 수중조건에서 타설하였을 때 높은 강도로 측정되었다. 내수성 검토는 분리저감제 혼입량에 따른 흡수율과 투수성으로 평가하였고, 각각 42.6%, 36.6%의 성능개선을 확인하였다.

전기자극에 의한 횡격막 조율을 이용한 호흡보조장치 (Respiratory Assist by Use of Electrical Diaphragmatic Pacing)

  • 오중환;김은기;서재정;박일환;김부연;이상헌;이종국;이영희
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제34권6호
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    • pp.441-446
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    • 2001
  • 배경: 전기 자극에 의한 호흡조율장치는 인공호흡기에 비하여 많은 장점이 있으나 임상적으로 제한된 환자에게만 적용이 되어왔고 일시적인 조율장치는 별로 보고가 없는 실정이다. 본 실험의 목적은 일시적 호흡보조장치가 개흉술 환자에서 임상응용이 가능한지를 알고자 동물실험을 하였다. 대상 및 방법: 전신마취 하에 5마리의 개를 대상으로 하였다. 좌측 5번째 늑간을 열고 자체 고안한 일시적 사용 가능한 전극을 좌측 횡격 신경 주위에 설치하고 근자극기에 연결하였다. 흉벽을 봉합하고 흉관을 수면 아래로 배관되게 설치하였다. 대동맥과 우심방에 Millar 카테터를 삽입하고 Swan-Ganz 카테터를 폐동맥에 삽입하였다. 마취가 깊게되어 자기 호흡이 약해진 경우 자극기를 작동하여 혈역학적 변화와 일회호흡량을 관찰하였다. 결과 일회호흡량은 143.3$\pm$51.3ml에서 272.3$\pm$87.4ml(p=0.004)로 증가하였고 우심방 이완기압은 0.7$\pm$4.0mmHg에서 -10.5$\pm$4.7mmHg(p=0.005)로 감소하였다. 폐동맥 이완기압도 6.1$\pm$2.5mmHg에서 1.2$\pm$4.8mmHg(p<0.001)로 감소하였다. 흉강내압의 변화를 알 수 있는 흉관의 물기등 높이는 10.3$\pm$6.7cmH$_{2}$O에서 20.0$\pm$5.3cmH$_{2}$O로 증가하였다. 결론: 일시적인 횡격막 조율장치는 개흉술 예에서 일시적으로 호흡을 보조해주는 간편한 방법이다. 자체 고안한 전극은 삽입 및 제거가 가능하며 이러한 음압을 이용한 호흡보조장치는 혈액순환에도 도움을 준다. 임상적으로 개흉술 환자에서 일시적인 호흡보조장치를 응용하면 호흡 및 순환기에도 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.

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제주도 북서해역에서의 해수의 광학적 성질 (Optical Properties of Sea Water in the Northwestern Waters of Jeju Island)

  • 양용림
    • 수산해양기술연구
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    • 제17권2호
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    • pp.53-58
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    • 1981
  • 제주도 북서해역에서의 해수의 광학적 성질을 조사하기 위하여, 1980년 7월에 제주도에서 소흑산도에 이르는 7개 관측점에서 투명도, 수색, 태양광의 4가지색(Clear; 400~720nm, Red; 600~700nm, Green; 475~600nm, Blue; 400~475nm)에 대한 해수의 표면조도 및 수중조도 등을 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 본 조사해역의 평균투명도는 16.1m(11~19m)였고, 평균수색은 4.3(3~5)였다. 2. 해수의 평균흡수계수는 적색광이 0.135(0.106~0.184), 백색광이 0.106(0.084~0.152), 청색광이 0.097(0.073~0.136), 녹색광이 0.089(0.069~0.130)순으로 적게 나타났다. 3. 해수의 흡수계수 k와 투명도 D와의 관계는 적색광이 k=2.12/D, 백색광이 k=1.66/D, 청색광이 k=1.15/D, 녹색광이 k=1.38/D 순으로 작게 나타났다. 4. 태양광선의 표면광에 대한 평균해중투과율은 녹색광(수심 5m층에서 62.29%, 15m층에서 26.43%, 30m층에서 7.74%, 50m층에서 1.56%), 청색광(수심 5m층에서 59.29%, 15m층에서 23.43%, 30m층에서 6.10%, 50m층에서 1.08%), 백색광(수심 5m층에서 56.57%, 15m층에서 20.54%, 30m층에서 4.60%, 50m층에서 0.68%), 적색광(수심 5m층에서 50.14%, 10m층에서 14.29%, 30m층에서 2.37%, 50m층에서 0.23%)의 순으로 적게 나타났다. 5. 투명도층에서의 태양광의 평균해중투과율은 녹색광이 표면광의 24.3%(20~25.8%), 청색광이 21.21%(17.3~24%), 백색광이 18.29%(15.5~20%), 적색광이 12.4%(10.3~15%)의 순으로 적게 나타났다.

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