• 대한조선학회논문집
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• 제61권1호
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• pp.8-18
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• 2024

The present study concerns reduced order modeling of a marine diesel engine, which can be used for outlier detection in status monitoring and carbon intensity index calculation. Principal Component Analysis (PCA) is introduced for the reduced order modeling, focusing on the feasibility of detecting and treating nonlinear variables. By cross-correlation, it is found that there are seven non-linear data channels among 23 data channels, i.e., fuel mode, exhaust gas temperature after the turbocharger, and cylinder coolant temperatures. The dataset is handled so that the mean is located at the nominal continuous rating. Polynomial presentation of the dataset is also applied to reflect the linearity between the engine speed and other channels. The first principal mode shows strong effects of linearity of the most data channels to show the linearity of the system. The non-linear variables are effectively explained by other modes. second mode concerns the temperature of the cylinder cooling water, which shows small correlation with other variables. The third and fourth modes correlates the fuel mode and turbocharger exhaust gas temperature, which have inferior linearity to other channels. PCA is proven to be applicable to data given in binary type of fuel mode selection, as well as numerical type data.

• 한국가스학회지
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• 제22권6호
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• pp.59-64
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• 2018

정부에서는 미세먼지 저감대책의 일환으로 항만에서 운행하는 트랙터(야드트랙터, YT)의 연료를 디젤에서 LNG로 전환하는 사업을 추진중에 있다. 그런데, 야드트랙터의 보유대수가 적은 항만의 경우에는 BOG (Boil off gas) 발생 문제 등으로 인해 고정식 충전소를 설치하여 LNG를 YT에 공급하는 것이 곤란하다. 따라서, 이에 대한 대안으로 소규모의 이동식 LNG YT 충전소 설치 기준 마련이 필요하다. 본 연구에서는 이동식 LNG YT 충전소의 국내 도입을 위해 국내외 이동식 LNG 충전사례 및 충전 기준 조사, LNG 사고 사례 등을 조사하고, 사고 원인에 따른 위험경감 방안을 제시하였다. 또한, 제시된 위험 경감 방안을 토대로 도시가스사업법 시행규칙 개정(안)을 제시하였다. 제시한 이동식 LNG YT 충전 기준은 보호시설과의 안전거리 유지, 허가된 충전장소 이외의 장소에서 충전이 불가하도록 하는 인터록 장치 설치, 생체인식을 통한 신원확인 시스템 설치, 충전 전 탱크로리와 견인차량 분리 및 바퀴 고정상태 확인 등 사고예방을 위한 안전조치, 액확산방지조치, 충전 전 중 후의 안전조치 기준 등이다. 본 연구에서 제시한 안전기준은 향후 이동식 LNG 자동차 충전 기준 마련시 참고자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제35권4호
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• pp.1073-1080
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• 2018

연료유로 사용되는 석유제품은 각각의 품질기준, 등급, 사용용도에 따라 여러 종류가 있다. 국가별로 유류에 세금을 부과하는 정도에 따라 동일한 석유제품이라 하더라도 가격차이가 발생한다. 가격이 저렴한 비과세의 석유제품을 상대적으로 고가인 수송용 연료에 불법적으로 혼합하는 행위로 인하여 탈세, 환경오염, 차량고장 등의 문제가 발생한다. 이러한 석유제품간 불법 혼합을 방지하기 위해 특정 석유제품에 미량의 식별제(Marker)를 법적으로 첨가하고 있다. 국내에서는 가정용 및 상업용 연료로 사용되는 등유를 자동차용 경유에 불법적으로 혼합하는 행위를 방지하기 위하여 식별제를 도입하여 사용하고 있으며, UV-Vis 분광광도계나 HPLC를 이용하여 식별제 함량을 정량적으로 분석하고 있다. 본 연구에서는 기존에 식별제 함량 분석을 위해 발색제를 첨가하거나 시료를 전처리하는 조작없이 GC-MS로 석유제품에 첨가된 식별제를 정성적 및 정량적으로 분석하는 방법을 개발하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.765-770
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• 2020

터보과급기는 엔진에 장착하여 연비를 개선하는 효과적인 장치로 디젤엔진과 가솔린엔진 모두에서 광범위하게 사용되고 있다. 본 연구에서는 승용차용 가솔린엔진에 장착되는 트윈 스크롤 터빈 터보과급기에서 정상유동의 등엔트로피 터빈 효율을 분석하였다. 자체 설계 제작한 저온 테스트 벤치를 사용하여 정상상태의 압력과 온도, 질량유량을 측정하였다. 테스트 벤치는 공기 압축기, 트윈 스크롤 터빈, 온도 및 압력 측정장치 등으로 구성되었다. 실제 승용차용 엔진에서 주로 사용되는 중저속 엔진 작동 영역에 해당하는 터보과급기 회전속도 60,000 rpm에서 100,000 rpm 의 범위에서 측정을 수행하였다. 이 회전속도 범위에서 등엔트로피 터빈 효율은 0.53에서 0.57의 값을 보였다. 이때 블레이드 속도비은 0.71에서 0.84까지, 팽창비는 1.24에서 1.72의 범위에서 변화하였다. 효율은 블레이드 속도비와 팽창비가 증가하면서 감소하는 경향을 보였다. 그리고 트윈 스크롤 중 스크롤 A 또는 B 만 작동하는 경우에 대한 실험을 수행하여 결과를 스크롤 A와 B 모두 작동할 때와 비교하였다. 60,000 rpm에서는 스크롤 B를 사용한 경우, 그리고 100,000 rpm에서는 스크롤 A를 사용한 경우 높은 효율을 보였다. 따라서 본 연구에 사용한 트윈 스크롤 터빈은 효율적으로 작동하고 있음을 보였다.

• Asian Journal of Atmospheric Environment
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• 제12권3호
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• pp.255-273
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• 2018

To develop effective emission abatement strategies for eighteen coal-fired power plants located throughout Korea, power plant emission data and TAPM (The Air Pollution Model) were used to quantify the impact of emission reductions on primary $PM_{10}$ concentrations. TAPM was validated for two separate time periods: a high $PM_{10}$ concentration period from April 7 to 12, 2016, and a low $PM_{10}$ concentration period from June 1 to June 6 2016. The validated model was then used to analyze the impacts of five applicable power plant shut-down scenarios. The results showed that shut-down of four power plants located within the Seoul metropolitan area (SMA) would result in up to 18.9% reduction in maximum $PM_{10}$ concentrations, depending on synoptic conditions. A scenario for the shutdown of a single low stack height with highest-emission power plant located nearest to Seoul showed a small impact on averaged $PM_{10}$ concentrations (~1%) and 4.4% ($0.54{\mu}g/m^3$) decrease in maximum concentration. The scenario for four shutdowns for power plants aged more than 30 years within SMA also showed a highest improvement of 6.4% ($0.26{\mu}g/m^3$ in April) in averaged $PM_{10}$ concentrations, and of 18.9% ($2.33{\mu}g/m^3$ in June) in maximum concentration, showing almost linear relationship in and around SMA. Reducing gaseous air pollutant emissions was also found to be significant in controlling high $PM_{10}$ concentrations, indicating the effectiveness of coreduction of power plant emissions together with diesel vehicle emissions in the SMA. In addition, this study is implying that secondary production process generating $PM_{10}$ pollution may be a significant process throughout most regions in Korea, and therefore concurrent abatement of both gas and particle emissions will result in more pronounced improvements in air quality over the urban cities in South Korea.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권8호
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• pp.991-998
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• 2013

클린디젤 차량용 커먼레일 시스템의 연료분사관은 연료레일로부터 각각의 엔진 실린더에 연결된 인젝터로 연료를 공급하는 역할을 하며 반복 내압을 받게 된다. EURO 배기가스 배출규정 만족 및 연비향상을 위하여 요구되는 연료의 압력은 200MPa 이상으로 증가하고 있으며, 성형결함이 발생하지 않는 헤딩공정과 내압 피로수명 향상을 위한 자긴처리 기술이 요구되고 있다. 본 논문에서는 250MPa 급 반복내압을 만족할 수 있는 파이프 소재의 유동응력와 고주기 피로 데이터를 각각의 실험을 통하여 확보하였고, 연료분사관 앞 끝의 성형결함 여부를 판단하기 위하여 헤딩공정에 대한 유한요소해석을 수행하였다. 반복내압에 대한 내구수명 향상 및 신뢰성 확보를 위해 자긴공정에 대한 유한요소해석을 통하여 외경부의 인장잔류응력까지 고려한 최적 공정설계 수행 및 피로해석을 통한 설계의 타당성을 검증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권7호
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• pp.9-15
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• 2018

본 연구에서는 터보과급기의 성능을 저해하는 주요 인자 중 하나인 마찰손실에 대한 연구를 수행하였다. 실제 엔진에서 빈번하게 사용되는 저속 구간에서의 승용차용 터보과급기의 마찰손실 측정 장치를 개발하고, 저속 영역에서 작동하는 터보과급기의 마찰손실을 측정하였다. 플로팅 타입의 승용차용 터보과급기 저널 베어링를 실험 대상으로 선정하였으며, 마찰손실 측정 장치는 구동 모터, 오일 공급 시스템, 마그네틱 커플링으로 구성하였다. 실제 차량의 저속 운전 상황을 모사할 수 있도록 설계, 제작되었고, 터보과급기 회전속도, 오일 온도 및 압력을 실험 변수로 선정하였다. 또한, 마찰손실 측정 장치는 로드 셀을 사용하여 발생하는 마찰 토크를 직접 측정하여 마찰손실을 산출하였으며, 커플링을 통해 구동 모터의 동력을 터보과급기 축에 전달하고, 오일 온도 및 압력을 조절하였다. 오일 압력 3bar와 4bar로 오일을 공급하는 상태에서 오일 온도를 $50^{\circ}C$에서 $100^{\circ}C$까지 $10^{\circ}C$ 간격으로 변화시키면서 터보과급기를 회전수 30,000~90,000rpm으로 작동시켰다. 터보과급기 회전속도 증가할 때 마찰손실은 증가하였으며, 과급기 회전속도의 1.6 승에 비례함을 보였다. 오일 온도가 증가함에 따라 마찰손실은 감소하였으며, 오일 압력이 증가함에 따라 마찰손실은 증가하였다. 따라서 적절한 오일 온도와 압력을 유지하는 것이 필요하다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.585-591
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• 2017

본 연구에서는 터보과급기의 성능을 저해하는 주요 인자 중 하나인 마찰손실에 대한 연구를 수행하였다. 실제 엔진에서 빈번하게 사용되는 저속 구간에서의 승용차용 터보과급기의 마찰손실 측정 장치를 개발하고, 30,000~90,000rpm의 저속 영역에서 작동하는 터보과급기의 마찰손실을 측정하였다. 플로팅 베어링 타입의 승용차용 터보과급기를 실험 대상으로 선정하였으며, 마찰손실 측정 장치는 구동 모터, 오일 공급 시스템, 커플링으로 구성되었다. 실제 차량의 저속 운전 상황을 모사할 수 있도록 설계, 제작되었고, 회전속도, 오일 온도 및 압력을 실험 변수로 선정하였다. 또한, 마찰손실 측정 장치는 로드셀을 사용하여 발생하는 마찰 토크를 직접 측정하여 마찰손실을 산출하였으며, 마그네틱 커플링을 통해 구동 모터의 동력을 터보과급기 축에 전달하고, 오일 공급 시스템을 오일 온도 및 압력을 조절하였다. 온도 $60^{\circ}C$와 $90^{\circ}C$, 압력 4bar의 오일을 공급하는 상태에서 터보과급기가 회전수 30,000~90,000rpm으로 작동할 때 터보과급기 회전속도 증가할 때 마찰손실은 증가하며, 대략적으로 과급기 회전속도의 1.4~1.8 지수승에 비례함을 보이고 있다. 또한 오일온도가 $60^{\circ}C$에서 $90^{\circ}C$로 증가할 때 마찰손실은 최소 41%, 최대 63% 감소하였다.

• 청정기술
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• 제25권3호
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• pp.263-272
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• 2019

자동차에서 배출되는 대기오염 물질로 인하여 인체 건강과 일상 활동이 막대한 피해를 입고 있어 대기오염 물질을 저감하기 위한 새로운 친환경 자동차나 자동차 개조 장치의 개발과 적용이 필요하다. 하지만 이러한 기술의 환경적 편익과 비용이 기존의 경제성 평가에서는 반영되지 않아 친환경기술의 보급에 장애가 되고 있다. 본 연구에서는 자동차에서 발생하는 대기오염 물질이 우리 사회에 끼치는 사회적 비용을 고려하여 친환경기술의 경제적 타당성을 평가하는 방법론을 제안하고, 이 방법론의 적용성과 타당성을 보여주기 위해 사례연구를 실시하였다. 현재 국내에서는 대기오염 물질의 사회적 비용이 평가되지 않았기 때문에 유럽에서 평가한 사회적 단위비용을 바탕으로 국내 자동차 배출가스 측정기준, 구매력 지수, 환율, 소비자 물가지수를 이용하여 국내에서 활용가능한 사회적 단위비용을 도출함으로써 경제적 타당성 평가에 활용할 수 있게 하였다. 사례연구에서는 경유버스를 개조하여 경유와 압축천연가스를 함께 사용할 수 있도록 하는 혼소시스템 기술에 대해 대기오염 물질의 사회적 비용을 포함한 경제성을 평가하였다. 본 연구에서 제안된 방법론은 자동차뿐만 아니라 다양한 친환경 기술, 사업, 정책의 타당성을 평가하는 데 활용될 수 있다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2000년도 추계학술대회
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• pp.44-63
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• 2000

Situated close to Heathrow Airport, and adjacent to the M4 and M25 Motorways, the site at Axis Park is considered a prime location for business in the UK. In consequnce two of the UK's major property development companies, MEPC and Redrew Homes sought the expertise of Intergeo to remediate the contaminated former industrial site prior to its development. Industrial use of the twenty-six hectare site, started in 1936, when Hawker Aircraft commence aircraft manufacture. In 1963 the Firestone Tyre and Rubber Company purchased part of the site. Ford commenced vehicle production at the site in the mid-1970's and production was continued by Iveco Ford from 1986 to the plant's decommissioning in 1997. Geologically the site is underlain by sand and gravel, deposited in prehistory by the River Thames, with London Clay at around 6m depth. The level of groundwater fluctuates seasonally at around 2.5m depth, moving slowly southwest towards local streams and watercourses. A phased investigation of the site was undertaken, which culminated in the extensive site investigation undertaken by Intergeo in 1998. In total 50 boreholes, 90 probeholes and 60 trial pits were used to investigate the site and around 4000 solid and 1300 liquid samples were tested in the laboratory for chemical substances. The investigations identified total petroleum hydrocarbons in the soil up to 25, 000mg/kg. Diesel oil, with some lubricating oil were the main components. Volatile organic compounds were identified in the groundwater in excess of 10mg/l. Specific substances included trichloromethane, trichloromethane and tetrachloroethene. Both the oil and volatile compounds were widely spread across the site, The specific substances identified could be traced back to industrial processes used at one or other dates in the sites history Slightly elevated levels of toxic metals and polycyclic aromatic hydrocarbons were also identified locally. Prior to remediation of the site and throughout its progress, extensive liaison with the regulatory authorities and the client's professional representatives was required. In addition to meetings, numerous technical documents detailing methods and health and safety issues were required in order to comply with UK environmental and safety legislation. After initially considering a range of options to undertake remediation, the following three main techniques were selected: ex-situ bioremediation of hydrocarbon contaminated soils, skimming of free floating hydrocarbon product from the water surface at wells and excavations and air stripping of volatile organic compounds from groundwater recovered from wells. The achievements were as follows: 1) 350, 000m3 of soil was excavated and 112, 000m3 of sand and gravel was processed to remove gravel and cobble sized particles; 2) 53, 000m3 of hydrocarbon contaminated soil was bioremediated in windrows ; 3) 7000m3 of groundwater was processed by skimming to remove free floating Product; 4) 196, 000m3 of groundwater was Processed by air stripping to remove volatile organic compounds. Only 1000m3 of soil left the site for disposal in licensed waste facilities Given the costs of disposal in the UK, the selected methods represented a considerable cost saving to the Clients. All other soil was engineered back into the ground to a precise geotechnical specification. The following objective levels were achieved across the site 1) By a Risk Based Corrective Action (RBCA) methodology it was demonstrated that soil with less that 1000mg/kg total petroleum hydrocarbons did not pose a hazard to health or water resources and therefore, could remain insitu; 2) Soils destined for the residential areas of the site were remediated to 250mg/kg total petroleum hydrocarbons; in the industrial areas 500mg/kg was proven acceptable. 3) Hydrocarbons in groundwater were remediated to below the Dutch Intervegtion Level of 0.6mg/1; 4) Volatile organic compounds/BTEX group substances were reduced to below the Dutch Intervention Levels; 5) Polycyclic aromatic hydrocarbons and metals were below Inter-departmental Committee for the Redevelopment of Contaminated Land guideline levels for intended enduse. In order to verify the qualify of the work 1500 chemical test results were submitted for the purpose of validation. Quality assurance checks were undertaken by independent consultants and at an independent laboratory selected by Intergeo. Long term monitoring of water quality was undertaken for a period of one year after remediation work had been completed. Both the regulatory authorities and Clients representatives endorsed the quality of remediation now completed at the site. Subsequent to completion of the remediation work Redrew Homes constructed a prestige housing development. The properties at "Belvedere Place" retailed at premium prices. On the MEPC site the Post Office, amongst others, has located a major sorting office for the London area. Exceptionally high standards of remediation, control and documentation were a requirement for the work undertaken here.aken here.