• 유기물자원화
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• 제23권4호
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• pp.86-94
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• 2015

반탄화 공정은 약 $250^{\circ}C$정도의 온도에서 진행되는 열화하적 반응으로, 본 반응에 의하여 바이오매스 중에 포함된 헤미세루로스가 분해되고, 휘발성 가스를 생성하여 분리되는 과정이 진행된다. 바이오매스를 반탄화하는 중요한 이유로는 반탄화에 의하여 에너지 집적도(바이오매스 단위 중량에 포함된 열량)가 증가하게 되어 수송 등에 필요한 열량이 감소하는 장점이 있는 반면, 반탄화의 결과로 생산된 반탄화물은 화재 및 분진 폭발의 위험이 높아지는 단점이 있다. 본 연구에서는 바이오매스 연료 중 목질류로서 자연 건조된 폐목재와 초본류로서는 볏짚을 대상으로 약 $200^{\circ}C{\sim}300^{\circ}C$범위의 온도에서 반탄화 실험을 실시하여 반탄화 후 결과물의 연료적 특성을 평가하였다. 특히 C/H(탄소와 수소 비) 및 C/O(탄소와 산소비)는 연료적 특성 중 생물학적 안정성 및 연소시 오염물질(특히 수트, Soot)과 관계되는 요소로서 중요하다. 실험 결과 반탄화에 의하여 C/H는 약 2배 증가하였으며, C/O는 약 3배 증가하였다. 이는 생물학적 안정성은 감소하여 자연적으로 분해(생분해)가 진행되는 어려운 상태로 변화되었으나, 연료 중 수소의 감소에 의하여 휘발성 가스의 생성은 감소할 수 있는 것을 나타낸다. 한편 탄화된 바이오매스의 TGA(Thermogravimetric Analysis)를 실시한 결과, 저온에서의 진행되는 열분해 부분이 상대적으로 감소하였으며, 이는 단순 바이오매스 연료에 비하여 석탄과 연소 특성이 유사할 수 있는 것으로 나타내었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권1호
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• pp.22-30
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• 2020

2016년 3월 6.67톤 어선이 크레인 작업을 하던 중 복원성 상실로 인한 전복 사고가 발생하였다. 전복은 충돌, 접촉, 좌초, 화재 및 폭발의 결과로 발생한 사고는 제외하고 선박이 뒤집힌 것을 말한다. 지난 9년동안(2010-2018), 전복 사고는 전체 해양사고의 2.34%를 차지하고 있으며 증가와 감소를 반복하고 있다. 10톤 미만 소형어선의 주된 전복사고 원인은 부적절한 선적에 따른 복원성 상실이다. 어선법에 따르면 소형 어선은 복원성과 1톤 미만 제한 하중 크레인에 대해서 복원성과 예비검사를 면제해 주고 있다. 본 연구는 고성에서 발생한 소형 어선의 전복 사고 재결서의 원인으로 언급된 사항 중 크레인 증량에 따른 복원 모멘트 감소에 대해 실제 제원이 비슷한 어선을 모델링하여 이를 통해 사고 전·후의 어선 상태를 가상하여 복원성을 비교하였다. 그 결과 기존 보다 무거운 크레인으로의 교체 시에는 복원 모멘트 감소와 현단몰입각의 감소로 전복의 위험성이 증가되었다. 표준재화 상태에서는 입·출항시 보다는 어로 활동을 하고 있는 상황에서의 복원 모멘트가 감소되는 것을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권2호
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• pp.376-382
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• 2008

안전성 향상을 위한 노력에도 불구하고 연구실험실에서의 화재, 폭발 등 각종 사고가 지속되고 있으며, 이에 따른 인명 및 재산 손실 또한 상당한 수준에 이르고 있다. 실험실 사고는 비슷한 유형의 사고가 주기적으로 반복되는 특성을 가지고 있으며, 안전성 향상을 위한 예방적 차원의 안전관리 체계가 절실하게 요구된다. 연구실험실 종사자들은 앞으로 국가의 과학기술 발전에 이바지할 젊은 과학자들로서 국가적 관점에서 상당한 손실이 아닐 수 없다. 따라서 본 연구에서는 과거의 사고 및 연구실 안전관리에 대한 연구의 분석결과를 기반으로 연구실험실에 상존하는 잠재적 위험성 저감 및 안전성 향상을 위해 요구되는 안전관리 중점요소들을 파악하였다. 궁극적으로 근본적인 실험실 안전성 향상을 위해 실험실 안전관리 매뉴얼, 실험실과 관련한 관리 시스템, 교육관리 시스템, 화학물질관리 시스템 및 실험실 자체안전점검 시스템으로 이루어진 화학 및 화학공학 실험실에 적합한 실험실 안전관리 시스템을 제안하여 실험실의 안전성 향상을 꾀하고자 하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권6호
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• pp.717-724
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• 2010

액체의 화재 및 폭발위험을 나타내는 가장 중요한 물성의 하나인 인화점의 실험 데이터는 그 필요에도 불구하고 실제로 데이터를 확보하는 것이 가능하지 않은 경우가 많다. 이 연구에서는 DIPPR 801에서 얻은 893개 유기물의 인화점 실험데이터로부터 인화점을 예측하는 부분최소자승법(PLS) 및 support vector machine(SVM) 모델을 만들고 비교하였다. 분자를 구성하는 각 구성요소들이 분자의 물성에 일정한 기여를 한다는 가정을 이용하여 분자의 물성을 예측하는 방법인 그룹기여법을 이용하여 65개 작용기가 이 예측모델의 독립변수가 되었고 분자량의 로그값이 추가되었다. 두 모델에서 결정해야 할 매개변수는 교차검증에서 계산된 오차를 이용하여 결정되었는데, SVM모델은 그 매개변수가 많아 particle swarm optimization을 이용한 최적화를 이용하였다. 훈련데이터의 선택이 예측성능에 영향을 줄 수 있어 임의로 100개의 데이터 세트를 생성하여 테스트하였다. 전체 데이터에 대해 계산된 평균절대오차는 PLS가 13.86~14.55였고, SVM이 7.44~10.26여서 SVM이 PLS에 비해 매우 우수한 예측성능을 보였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.71-78
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• 2014

회전익 항공기 중 군에서 운용하는 기동헬기는 전장상황에서 운용되기 때문에 연료셀 피탄 상황에 직면할 가능성이 높다. 연료셀 피탄에 따른 내부압력 증가로 내부폭발이나 화재가 발생할 수 있으며, 이는 승무원의 생존 가능성에 치명적인 영향을 주게 된다. 따라서, 승무원의 생존성을 극대화하기 위해서는 연료셀이 직면 가능한 극한 상황을 예측하여 설계에 반영해야 한다. 항공기 연료셀 설계시 고려해야 하는 데이타는 피탄에 의한 연료셀 내부압력, 수압램 영향에 의한 연료셀 자체 및 금속피팅부 응력, 탄환의 운동에너지 등이 포함될 수 있다. 이러한 설계 데이터 확보를 위해서는 실물 시험을 수행하는 것이 가장 바람직하지만, 시간과 비용의 부담과 더불어 시험실패와 같은 시행착오 위험성으로 많은 제약이 따른다. 따라서, 사전에 다양한 설계 데이터 예측과 시행착오의 최소화를 위해서는 피탄 상황에 대한 수치해석이 필요하다. 본 연구에서는 입자법을 사용하여 연료셀 피탄 조건에 대한 유체-구조 연성 수치해석을 수행하였다. 수치해석은 전용 충돌해석 프로그램인 LS-DYNA를 사용하였고, 결과로 얻어진 탄의 거동과 에너지, 연료셀 내부압력과 등가응력의 평가를 통해 연료셀 설계와 관련한 데이터 확보 가능성을 타진하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제23권2호
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• pp.168-176
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• 2017

HNS사고는 대규모 화재와 폭발을 수반하며, 다수의 인명사고와 주변지역에 극심한 환경오염을 야기함으로 신속한 의사결정을 통하여 광범위한 확산을 막아야 한다. 본 연구는 국내 HNS사고사례를 해상이라는 특수성이 반영된 표준코드를 바탕으로 고품질, 표준화, 디지털화된 HNS사고 데이터베이스를 구축하여 사고발생 시 신속하고 합리적인 의사결정을 지원하고, 체계적인 통합관리 및 공유가 가능한 HNS사고이력관리시스템(HATS)을 설계하고 구현하였다. 또한 개발된 시스템을 활용하여 23년간 수집된 국내 HNS사고데이터 76건에 대해 각 항목별로 통계분석을 수행하여, 국내에서는 매년 평균 3.3건의 사고가 일어나며, 주요 HNS사고요인은 춘계기간 (41%), 계류장 (51 %), 케미컬운반선 (49 %), 승무원에 의한 과실 (45 %), 자일렌류 (12 %)인 것으로 확인되었다. (괄호안 : 사고분류기준별 해당 사고요인의 퍼센트 비율임)

• 해양환경안전학회지
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• 제25권7호
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• pp.936-944
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• 2019

보이지 않는 힘으로도 불리는 잠수함은 수중에서 활동하는 은밀성을 장점으로 대함전, 대잠전 및 핵심표적 타격 등의 임무를 수행하는 전략 수중 무기 체계로 심해에서 높은 수압을 견디며 작전을 수행할 수 있어야 한다. 이러한 관점에서 잠수함 압력 선체는 잠항 깊이에 상응하는 외부 수압에 저항하는 가장 중요한 체계로서 누수, 화재, 충격 및 폭발과 같은 위험으로부터 안전성을 확보함으로써 생존성을 높임과 동시에, 작전 수행 능력을 유지할 수 있게 해주는 강도를 확보하고 있어야 한다. 이를 위해서는 잠수함 압력 선체의 구조형상 설계가 초기에 수행되는 것이 합리적이다. 특히, 함미 원추부 구조물과 압력선체 평형부 및 함미 비압력선체를 연결하는 함미 트랜지션 링의 경우, 설계된 잠수함에 따라 다양한 형상을 띄고 있다. 본 구조물 설계를 위해서는 응력 흐름과 연결성을 고려한 설계뿐만 아니라 복잡한 형상이 기인한 구조물 제작 투입 시수 증가로 인한 원가 상승 또한 검토해야 한다. 따라서, 본 연구에서는 4가지 서로 다른 형상을 갖는 함미 트랜지션 링에 대해서 비선형 유한요소해석을 통한 구조 강도 검토와 더불어 함미 트랜지션 링 형상 복잡도에 따른 작업 일수 및 자재비 검토를 통해 경제성 측면에서의 적정성 검토를 수행하였으며, 검토된 4가지 형상 중 가장 합리적인 잠수함 함미 트랜지션 링 형상을 제안하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제30권2호
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• pp.165-175
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• 2024

수소는 기후변화 위기에 대응하기 위한 에너지원 중 하나로 주목받고 있다. 그러나, 수소는 밀폐된 공간에 누출되면 천장으로 상승하여 축적되고, 점화원과 만나면 화재나 폭발의 위험이 있다. 특히, 수소를 운송하거나 연료로 사용하는 선박은 여러 밀폐된 공간으로 구성되어 있기 때문에 수소를 안전하게 사용하기 위해서는 공간 내에서의 확산 특성을 파악해야 한다. 본 연구는 선박 내 밀폐된 공간에서 수소와 유사한 특성을 가진 헬륨의 누출방향에 따른 확산 특성을 실험적으로 파악하고, CFD 시뮬레이션을 통해 환기횟수가 25, 30, 35, 40, 45ACH로 증가함에 따라 누출방향에 따른 산소농도 변화를 파악하는 것이 목적이다. 연구 결과, 산소농도감소율은 -z 방향의 누출이 2%, +x와 +z 방향의 누출이 1%였으며, 환기소요시간은 -z 방향 누출이 15분 30초, +x 방향 누출이 7분, +z 방향 누출이 9분으로 누출방향에 따라 산소농도와 환기소요시간에 차이가 있음을 보여준다. 또한, 실험공간에서 환기횟수 35ACH 이상부터는 모든 누출 방향에서의 산소농도감소율과 환기소요시간에 유의미한 차이가 없었다. 따라서, 환기횟수를 증가하여도 산소농도와 환기소요시간이 개선되지 않았기 때문에 본 실험환경에서의 적정 환기횟수는 35ACH임을 알 수 있었다.

• 과학교육연구지
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• 제34권2호
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• pp.291-305
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• 2010

이 연구의 목적은 초등 교사들의 미량화학(Small-Scale Chemistry lab programs, SSC) 프로그램에 대한 교사의 인식을 알아보았다. SSC 연수 후 인식조사 참여 교사는 266명이다. 설문 내용은 SSC lab programs 교육과 적용의 필요성, 장점, 위험 및 안전, 환경오염과 처리, 경제성, 탐구능력 신장 등이다. 교사가 생각하는 전통적인 실험방법의 문제는 실험 준비시간이 많이 들고, 위험과 안전 그리고 사고에 대한 교사의 법적 책임, 경제적인 문제, 실험 후 폐기물 처리 어렵다, 자료 부족 순으로 답하였다. SSC를 경험한 교사는 거의 없었으며 SSC 연수 후 대부분의 교사들은 SSC 도입과 교육의 필요성에 긍정적으로 답하였다. 그리고 SSC 교육은 교과서 반영, 교사연수, 방과 후 교육, 강사 초청 순으로 하는 것이 좋겠다고 답하였다. SSC 교육에 필요자료로서는 CD, 비디오, 책자, 인쇄물 순으로 답하였다. SSC 장점을 묻는 설문에서는 단순, 편리, 시간절약, 다양성, 정성, 정량, 수업병행, 장난감 등 교사들 대부분이 긍정적으로 답하였다. 시약 등의 소량 사용으로 말미암아 폭발, 화재에 안전하다고 답하였고 플라스틱 사용으로 깨질 염려가 없어 안전하다고 답하였다. 또한 실험 후 처리가 쉽고 환경오염을 줄일 수 있겠다고 대부분이 긍정적으로 답하였다. 생활속 도구 사용으로 친숙하고 또한 장비구입이 용이하고 경제적이었다. 학습내용이해는 대체적으로 긍정적으로 답하였다. 개별 또는 2인 1조 편성으로 서로 충분한 토의가 부족하다고 생각하는 시각도 있었다. 문제해결력과 기술향상은 긍정적으로 답하였다. 특히, 창의력 신장에서 긍정적으로 답한 교사는 51.5% 였다. 대체적으로 탐구 능력 신장에는 교사들이 아직 체계화되지 않아 판단하는데 혼란스러운 것 같았다. 이 미량화학 프로그램이 초등현장에 간편하게 활용할 수 있게 교수-학습 자료의 개발을 위한 노력 및 보급 그리고 계속적인 연수가 이루어져서 초등 현장에 넓게 확대되었으면 한다.