• 정보처리학회논문지A
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• 제12A권4호
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• pp.305-312
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• 2005

본 논문은 알고리즘 레벨에서 FPGA를 이용하여 에너지 효율이 높은 기법을 제안한다. 제안한 기법을 기반으로 FPGA와 행렬곱셈용 신호처리응용을 위한 고효율 설계 기술을 제안한다. 또한 이러한 신호처리응용 수행시 지연시간과 에너지 효율 측면에서의 FPGA 성능을 분석한다. Xilinx Virtex-II를 대상으로 Virtex-II Pro와 Texas Instrument TMS320C6415에 내장되는 Power PC 코어에서 구동되는 Xilinx library와 기존 알고리즘을 본 논문 기법과의 성능 비교를 수행한다. 성능 비교는 high-level에서 에너지와 지연 시간에 대한 유도 공식을 통한 추정치와 low-level 시뮬레이션을 통해 평가하였다. FFT에 대해 본 논문에서 제안한 기법은 Xilinx library와 DSP에 비해 각각 $60\%,\;56\%$ 적은 에너지를 소모한다는 결과를 얻었다. 또한 임베디드 프로세서와 비교해 EAT지수에서 10배의 개선을 보여준다. 위와 같은 결과는 FPGA가 DSP나 임베디드 프로세서에 비해 월등한 성능을 보여준다는 견해에 결정적인 단서가 된다 또한, 이는 FPGA가 앞의 두 종류의 디바이스에 비해 더 적은 전력을 소모하면서 동시에 더 나은 성능을 보인다는 사실을 보여준다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제16권3호
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• pp.202-210
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• 2013

최근 소득증대로 인해 해양레저에 대한 관심이 높아짐에 따라 해양레저용으로 많이 이용되는 활주형선의 선형설계와 생산에 대한 많은 연구 개발이 필요해지고 있다. 지금까지 수행된 활주형선의 저항에 대한 연구를 분석해본 결과 활주형선은 속도가 빠르고 침수표면적이 매우 작기 때문에 일반 선박과는 다른 저항 특성을 가지고 있음을 알게 되었다. 본 연구는 현재 조선소와 추진기 및 엔진 생산업체에서 유효마력 산정에 널리 활용되는 Savitsky공식을 이용하여 연구대상 활주형선의 전저항을 먼저 계산한 후 이론해석과 풍동실험을 통하여 활주형선 주위에 대한 유동특성을 분석하고 속도와 트림각도 변화에 따른 공기저항, 양력 등을 구하였다. 또한 이 결과를 이용하여 전저항에 대한 공기저항의 비율을 속도와 트림각 변화에 대하여 이론해석결과와 실험결과를 비교하고 분석하였으며 본 연구결과는 좀 더 정확한 유효마력 추정에 활용되어 산출근거를 무시하고 막연하게 고마력 엔진을 장착하는 폐단을 막을 수 있을 것으로 기대된다. 한편 기상 이변으로 인한 자연재해가 증가하면서 온실가스에 대한 관심이 높아지고 있다. 국제해사기구(IMO)에서는 선박의 설계 단계에서 적용되는 에너지 효율 지수(EEDI)와 해상을 운항할 때 적용되는 에너지 효율지수(EEOI)를 제정하여 선박으로부터 배출되는 온실가스를 줄이려 하고 있다. 그러나 이 규정은 총톤수(GT) 400톤 이상의 선박에 적용될 예정이므로 해양레저용 선박과 같은 소형 선박은 대형 선박에 비해 단위 출력 당 온실가스 배출량은 오히려 많지만 이 IMO 규정에 의한 규제를 받지 않는다. 따라서 본 연구는 소형선박인 해양레저용 활주형선의 온실 가스 배출량을 산출함으로써 이에 대한 문제점을 제기하고 소형선박에 적용될 수 EEDI 계산법 제정의 필요성을 제시하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권1호
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• pp.15-20
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• 2017

국제해사기구(IMO)는 온난화의 원인인 온실가스 감축을 위한 강제 규제를 도입하여 시행을 하고 있다. 하지만 여전히 지구의 온난화는 진행 중에 있고, IMO는 빠른 시일 내에 SEEMP와 EEOI에 기반한 자발적인 이산화탄소 감축 방법을 강제화 하려는 움직임이 있다. 연료 및 이산화탄소 절감을 위해 대형 컨테이너 선박은 낮은 속도에서 운항을 결정하였다. 하지만 높은 선속으로 설계되어진 선수 구조는 오히려 선속 저하 때는 저항으로 작용하여 연료 절감 효과를 저해하는 현상을 발견하였다. 대형 컨테이너 선박의 저속화를 위해 선수 구상부를 개조하여 더욱더 높은 연료 절감을 시행하였다. 고속 대형선의 저속 운항에 적합한 선수 개조가 얼마나 효율적으로 운항선 에너지효율지수를 변하게 하는지를 개조 전후의 연료 소비량을 비교 검토하였다. 그 결과 예상했던 것보다 많은 이산화탄소 감축량을 확인하였다. 운항선 이산화탄소 감축 강제 규제가 시행된다면 고속선들의 연료 절감 방법의 하나로 효과적인 적용 방법으로 고려되어진다. 또한 연료절감형 운항 선박에 투자하여 에너지 효율적인 선박으로 운항하기 위한 것이다.

• 대한교통학회지
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• 제28권6호
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• pp.33-42
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• 2010

선박 부문의 경우 UNFCCC에서는 국제해사기구(IMO)를 통해 공해를 운항하는 국제선박의 배출량 산정 및 저감방안에 대하여 논의를 위임하였으며, 이에 IMO에서는 신조선 에너지효율 설계지수 및 현존선 에너지효율 운항지수와 같은 기술적 운항적 측면과 선박에너지효율관리계획서 작성 그리고, $CO_2$ 배출권거래제, 탄소세, 온실가스 펀드 등의 시장 접근적 측면에서 다양한 의견이 제시되고 있다. IMO 보고서(2009)에 의하면 선박에 의한 이산화탄소 배출량은 1,046백만 톤으로 전세계 이산화탄소 배출량에 3.3%에 해당하는 것으로 나타났으며, 이중 국제 운항선박에 의한 이산화탄소 배출량은 870백만 톤으로 2.7%에 해당하는 것으로 나타났다. 이에 본 연구에서는 연료 수급량을 기본으로 한 Tier 1 방법으로 선박에 의한 온실가스 배출량을 산정하였으며, 국내 배출 및 국제 배출을 구분하였다. 2009년 기준 어선, 국적 연안선, 국적 외항선, 외국적선을 포함한 선박에 의한 온실가스 배출량 산정결과 31,646천톤 $CO_2$-eq/년으로 나타났으며, 국적선에 의한 국내 및 국제 배출은 각각 5,398천톤 $CO_2$-eq/년, 7,630천톤 $CO_2$-eq/년 그리고 외국적선에 의한 국제 배출량은 18,618천톤 $CO_2$-eq/년으로 나타났다.

• 대한조선학회논문집
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• 제52권4호
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• pp.338-348
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• 2015

In this study, the added resistance of ships in short waves is systematically studied by using two different numerical methods - Rankine panel method and Cartesian grid method – and existing asymptotic and empirical formulae. Analysis of added resistance in short waves has been preconceived as a shortcoming of numerical computation. This study aims to observe such preconception by comparing the computational results, particularly based on two representative three-dimensional methods, and with the existing formulae and experimental data. In the Rankine panel method, a near-field method based on direct pressure integration is adopted. In the Cartesian grid method, the wave-body interaction problem is considered as a multiphase problem, and volume fraction functions are defined in order to identify each phase in a Cartesian grid. The computational results of added resistance in short waves using the two methods are systematically compared with experimental data for several ship models, including S175 containership, KVLCC2 and Series 60 hulls (C_B = 0.7, 0.8). The present study includes the comparison with the established asymptotic and empirical formulae in short waves.

• 한국양식학회지
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• 제16권2호
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• pp.88-93
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• 2003

본 연구는 조피볼락 치어를 대상으로 성장, 호홉 및 생태효율을 조사하여 에너지 흐름에 대한 생리적 기초자료를 얻고자 수행하였다. 실험사료는 2가지 에너지 수준인 3000 및 4000 kcal에 대한 각각의 단백질 함량인 40%와 50%로 적용하여 설계되었으며, 실험어는 평균 체중 35.6$\pm$0.4g의 조피볼락 치어를 40 L FRP 사각수조에 10마리씩 2가지 사료구(사료구 1과2)로 나누어 각 사료구 당 4반복으로 무작위 배치하였다. 실험 종료후, 증체율과 사료효율에 있어서는 사료구 2가 사료구 1 보다 유의적으로 높게 나타났다. 산소소비(호홉)는 두 사료구에 있어서 어체중이 증가할수록 지수적으로 증가하는 경향을 나타내었으며, 사료구 1과 2는 y=0.3218 $e^{0.0592x}$ ($R^2$=0.8494)와 y=0.3612 $e^{0.0532x}$ ($R^2$=0.8805)로 각각 나타났다. 사료구 1의 동화효율, 총성장효율 및 순성장효율은 각각 67.4%, 14.5% 및 21.4%로 나타났으며, 사료구 2는 각각 73.8%, 16.0% 및 22.6%로 나타났다. 따라서, 상기 결과를 토대로 조피볼락에 있어서 4000 kcal에 대한 단백질 함량 50% 사료구는 성장, 호흡 및 생태효율에 좋은 결과를 도출하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.414-417
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• 2011

본 논문에서 Compressor 및 turbine 에서의 Blade failure등의 내부파손이 이를 둘러싸고 있는 케이스 내부에 머무르게 하는 엔진설계의 방법에 대한 이론 및 Simulation 등을 기술 하였다. 가장 무거운 부품 중에 하나인 케이스의 두께 최적화는, 항공기의 안정성뿐만 아니라 항공 효율을 높이기 위한 경량화의 목적을 위해서도 매우 중요한 설계목표 이다. 이러한 목적을 위하여 이론적 접근방법으로 에너지 밸런스 방법을 사용하였으며, 파손된 블레이드의 거동특성 및 영향성 평가를 위한 유한요소해석을 위하여 LS-DYNA가 사용 되어졌다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.450.2-450.2
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• 2014

열전재료는 열-전기가 상호 가역적으로 변하는 재료로서, 최근 에너지 변환소재 분야에서 각광받고 있다. 열전재료의 특성 효율은 무차원 열전 성능지수(dimensionless figure of merit, $ZT={\alpha}2{\sigma}T/{\kappa}$)로 나타낼 수 있다. 여기서 ${\alpha}$는 제벡계수(Seebeck coefficient), ${\sigma}$는 전기전도도(electrical conductivity), ${\kappa}$는 열전도도(thermal conductivity), T는 Kelvin 온도를 나타낸다. 500 K에서 800 K까지의 중온 영역에서 우수한 열전특성을 보이는 $Mg_2X$ (X=Si, Ge, Sn)와 이들의 고용체는 성분원소가 독성이 없고, 매장량이 많아 친환경 열전 재료로 각광받고 있다. $Mg_2X$ 고용체 중 $Mg_2Si_{1-x}Ge_x$는 기존 $Mn_2Si$, $Mg_2Ge$, $Mg_2Sn$계 보다 더 우수한 열전 성능지수를 보인다. 다양한 제조 방법들이 시도되고 있으나, 조성설계 및 구조, 성능 조절의 어려움이 있고, Mg의 산화와 휘발 및 Mg, Si, Ge의 융점 차이가 크고 중력 편석과 반응하지 않은 원소들로 인해 제조가 상당히 어렵다. Sb가 도핑된 $Mg_2Si_{0.5}Ge_{0.5}Sb_y$ (y=0, 0.005, 0.01, 0.02, 0.03) 고용체를 고상반응으로 합성하고 진공열간 압축성형을 통해 성공적으로 제조하였다. 고용 상을 확인하기 위하여 X선 회절분석을 실시하였고, 고용체 형성과 도핑에 따른 전기적 특성변화를 평가하기 위해 Hall 효과를 측정하여 전자 이동특성을 분석하였고, 323~823 K까지 전기전도도, 제벡계수, 열전도도의 측정을 통해 열전 성능지수를 평가하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제54권3호
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• pp.171-186
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• 2017

This paper introduces a study on ship performance in waves to consider the effects of added resistance in the early stage of hull-form design. A ship experiences a loss of speed in actual seaways, hence this study proposes the overall procedure of a new design concept that takes into account the hydrodynamic performance of ship in waves. In the procedure, the added resistance is predicted using numerical methods: slender-body theory and Maruo's far-field formulation, since these methods are efficient in initial design stage, and an empirical formula is adopted for short waves. As computational models, KVLCC2 hull and Supramax bulk carrier are considered, and the results of added resistance and weather factor for test models are discussed. The computational results of vertical motion response and added resistance of KVLCC2 hull are compared with the experimental data. In addition, the sensitivity analysis of added resistance and weather factor for KVLCC2 hull to the variations of ship dimensions are conducted, and the change of the added resistance and propulsion factors after hull form variations are discussed.

• 대한조선학회논문집
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• 제51권5호
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• pp.396-408
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• 2014

In this study, uncertainty analysis based on ITTC(International Towing Tank Conference) Recommended Procedures is carried out in the towing-tank experiment for motion responses and added resistance. The experiment was conducted for KVLCC2 model in head sea condition. The heave, pitch and added resistance were measured in different wave conditions, and the measurement was repeated up to maximum 15 times in each wave condition in order to observe the uncertainty of measured data. The uncertainty analysis was carried out by adopting the ISO-GUM(International Organization for Standardization, Guide to the Expression of Uncertainty in Measurements) method recommended by ITTC. This paper describes the details about the analysis method, uncertainty and the measured uncertainty for each source. The uncertainty analysis results are summarized as a tabular form. To validate the accuracy of the present measurement, the experimental results are compared with the results of numerical computation and other experiment. From the present uncertainty analysis, the main sources of uncertainty are identified, which can be very useful to improve the accuracy for added resistance experiment.