• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.681-688
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• 2018

최근 강화된 환경규제 및 높은 연비에 대한 요구로 인해 천연가스를 연료로 사용하는 선박이 증가하고 있다. 친환경 선박 연료로 대두되고 있는 LPG 혹은 메탄올을 사용한 선박의 요구도 증가하고 있다. 이러한 흐름의 연장선상으로 LPG 혹은 메탄올을 사용하는 ME-LGI 엔진에 대한 연구가 최근 활발히 이루어지고 있다. ME-LGI 엔진을 탑재한 선박은, 선박 항해 중 연료분사밸브의 작동 신뢰도를 지속적인 테스트를 통해 확인해야할 필요가 있다. 따라서 연료분사밸브 테스터의 개발은 ME-LGI 엔진의 상용화를 위해 반드시 필요하다. 이에 본 연구에서는 요구조건 분석, 기능분석, 설계 합성의 순서로 진행되는 시스템 엔지니어링 프로세스를 활용하여 ME-LGI 엔진용 연료분사밸브 테스터의 개념설계를 수행하였다. 요구조건 분석 단계에서 먼저 연료분사밸브의 작동 프로세스를 분석하였고, 밀폐 오일 누유 여부 확인의 필요성을 도출하였다. 그 다음 기능분석 단계에서 연료분사밸브 테스터의 기능 및 기능의 흐름을 수준별로 정의하였다. 이후 설계 합성 단계에서 각 기능에 해당하는 장비들을 설정하였고, 이를 바탕으로 process block diagram을 도출하였다. 또한 시스템 분석 및 조정 단계의 일환으로 초기위험도 분석을 수행하여 안전 방안을 개념설계 안에 추가하였다. 본 연구는 시스템 엔지니어링 프로세스가 개념설계에 적용되는 과정을 상세히 보여줌으로써 향후 타 시스템의 개념 설계 시 좋은 참고자료가 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.660-667
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• 2018

본 연구에서는 천안시 병천 하수종말처리장의 '열건조물'로 고형연료를 제조하기 위하여 유중건조 공정의 최적 조건을 선정하는 연구를 수행하였다. 연구결과물의 특성을 평가하기 위하여 $130^{\circ}C$, $160^{\circ}C$, $190^{\circ}C$의 온도조건에서 '유증발량 측정실험' 및 '열건조물의 유중건조 실험'을 수행하였으며, 칼로리미터와 TGA 장비를 이용하여 고형연료의 성능을 측정하였다. 또한 휴대용 복합악취측정기를 이용하여 유중건조 중 복합악취, 암모니아, 황화수소 및 총 휘발성 유기화합물의 발생농도를 측정하고, EDS 장비를 이용하여 성분분석 연구를 수행하였다. 대량생산을 고려하여 기름과 열건조물의 무게비를 임의의 비율인 4:1로 고정하였고, $130^{\circ}C$에서는 일부 내부수의 순간적인 건조 이후 기름과 열건조물의 물리적인 혼합만이 진행된다고 판단된다. 환경 친화적인 측면을 고려하였을 때, $160^{\circ}C$와 $190^{\circ}C$의 건조효율에 큰 차이가 없으므로 $160^{\circ}C$의 건조온도에서 5분 이내로 처리하는 것을 최적 조건으로 선정하였다. 본 연구에서 재조한 고형연료의 신뢰성을 확보하기 위해 화력발전소 현장연료와의 성능비교 연구를 진행한 결과 발열량 4,449kcal/kg, 함수율 2%, 회분함량 34%로 현재 사용 중인 현장연료보다 대체로 우수한 성능을 나타내었으므로 기존의 목재펠릿 뿐만 아니라 석탄에너지 또한 충분히 대체할 수 있을 것이라 판단된다.

• 한국안광학회지
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• 제17권1호
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• pp.1-10
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• 2012

목적: 본 연구는 cellulose acetate(CA)의 용융특성을 증가시키기 위해 polyethyleneglycol(PEG)를 도입함으로써 기존에 사용되는 환경유해성 가소제의 사용 없이 열가공성이 향상 된 CA/PEG 조성물을 제조하는데 목적이 있다. 방법: CA의 최적 가소화 조건을 확립하기 위해 PEG 분자량, 농도, 및 혼입온도를 제어하여 CA/PEG 조성물의 가소화 성능을 확인하였으며, CA와 PEG간의 혼화성을 확인하기 위해 제조된 조성물의 열분석 및 표면분석을 실시하였다. 또한 기존 상용 CA 레진과의 가소제 용출특성, 기계적 물성 및 광학적 특성들의 비교분석을 통해 가소제에 의한 물성차이를 검토하였다. 결과: PEG의 도입을 통해 기존 상용 CA 레진과 유사한 가소화 성능을 확인하였으며, 최적의 가소화 조건은 PEG분자량 400, PEG 함량 30~40 phr, 가소화온도 $175{\sim}180^{\circ}C$에서 우수한 용융특성을 나타냄을 확인 하였다. 또한 기존의 CA 안경테 소재와 비교 시 우수한 광택특성 및 안정성을 확인 하였으며, 동등수준 이상의 기계적 물성을 보임을 확인 하였다. 결론: CA/PEG 조성물은 환경 친화적 안경테 소재로써 기존 프탈레이트계 가소제를 사용한 CA 안경테 소재를 대체할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국대기환경학회지
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• 제31권2호
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• pp.164-172
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• 2015

Seoul subway plays an important part for the public transportation service in Seoul metropolitan area. As the subway system is typically a closed environment, frequent air pollution problems occurred and passengers get malhealth impact. Especially particulate matters (PM) is well known as one of the major pollutants in subway environments. The purpose of this study was to compare the concentrations of $PM_{10}$ and $PM_{2.5}$ in the Seoul subway system and to provide fundamental data in order to management of subway system. $PM_{10}$ and $PM_{2.5}$ samples were collected in the M station platform and tunnel of Subway Line 4 in Seoul metropolitan and in an outdoor location close to it from Apr. 21, 2010~Oct. 27, 2013. The samples collected on teflon filters using $PM_{10}$ and $PM_{2.5}$ mini-volume portable samplers and PM sequential sampler. The PM contributions were $48.6{\mu}g/m^3$ (outdoor), $84.6{\mu}g/m^3$ (platform) and $204.8{\mu}g/m^3$ (tunnel) for $PM_{10}$, and $34.6{\mu}g/m^3$ (outdoor), $49.7{\mu}g/m^3$ (platform) and $83.1{\mu}g/m^3$ (tunnel) for $PM_{2.5}$. The $PM_{10}$ levels inside stations and outdoors are poorly correlated, indicating that $PM_{10}$ levels in the metro system are mainly influenced by internal sources. In this study, we compared PM concentrations before and after operation of ventilation and Electrostatic Precipitator (EP). Despite the increased PM concentration at outdoor, $PM_{10}$ concentration at platform and tunnel showed the 31.2% and 32.3% reduction efficiency after operation the reduction system. The overall results of this study suggest that the installation and operation of the ventilating system and EP should have served as one of the important components for maintaining the air quality in the subway system.

• 한국도로학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.231-238
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• 2011

도로전광표지(Variable Message Signs, VMS)의 발광 소자는 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)를 광원으로 하고 있으며 램프 타입에서 칩 형태인 SMD(Surface-Mount Devices) 타입으로 변화하고 있는 추세이다. 이러한 LED 소자의 기술적 진보는 도로이용자에게 보다 밝고 선명한 광원으로 정보를 제공해 주기 때문에 과거보다 운전자의 시인성 및 판독성에 유리하다. 하지만 도로 이용자에게만 표출되어야 할 빛이 도로 이외의 영역(좌 우 및 상향)까지 비추어짐으로써 에너지가 낭비되는 결과로 이어지며, 간접적으로 생태계에까지 악영향을 초래할 수 있는 가능성이 높다. 따라서 본 연구에서는 도로 이외의 영역에 까지 비치는 도로전광표지의 빛을 가능한 도로 이용자에게만 표출할 수 있도록 광학 테스트를 통해 광원 표출 분포 및 에너지 효율성을 측정하여 최적의 조사각을 제시하여 에너지 절감 및 빛 공해 최소화(이른바 환경친화적 LED)를 궁극적인 목표로 설정하였다. 본 연구에서는 상 하향 $24^{\circ}C$표출되었던 기존 도로전광표지의 LED 조사각을 운전자가 필요로 하는 판독 최소거리를 만족하는 조건에서 상향 $0^{\circ}C$, 하향 $11^{\circ}C$최적화하였고, 광학테스트를 통해 기존 도로전광표지 전력소모량 대비 약 36.1%가 절감되는 것으로 도출되었다. 궁극적으로 본 연구결과가 실제 현장에 설치된다면 현재 사용되고 있는 도로전광표지보다 표출 정보의 판독성이 향상되어 운전자의 정보 판독 거리를 늘려 안전운전에 도움을 줄 수 있으며 소비 전력을 줄여 국가 예산을 절감할 수 있을 것으로 기대한다.

• 통상정보연구
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• 제15권2호
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• pp.3-23
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• 2013

1997년 일본 교토에서 180여개국이 교토의정서에 서명을 하였다. 1990년 기준 2008년까지 전체 배기가스를 5% 감축하자는 것이 주요 내용이다. 이를 위해서는 선박이나 철도와 같은 친환경적인 운송수단이 필요하다. 도로를 이용한 물류수단은 높은 물류비용, 공기오염, 그린가스, 사고 등이 점차 증가하고 있는 시점에서 새로운 운송수단 즉, 빠르고, 정확하고, 안전하고, 친환경적인 운송수단은 필연적일 것이다. 한국은 철도 수송은 가장 인기있는 수송수단가운데 하나이다. 물류환경이 변화하는 시점에서 가장 중요한 효율을 도출할 수 있으며, 비용도 감축할 수 있다. 이러한 친환경적 물류방법을 도입하기 위해서는 기존의 물류정책, 즉 정부의 지원, 물류인력의 양성, 경쟁력 제고 등의 방법과 SCM을 통합할 수 있는 새로운 기업 시스템 즉, M-SCM(Intermodal Shift SCM)이 필요한 것이다. 본 연구는 이러한 M-SCM을 도입하기 위해 그 문제점과 대응방안을 제시하고 있다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제16권2호
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• pp.92-104
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• 2017

기존의 도로교통의 속도관리 목표는 이동성 및 안전성 개선을 목표로 운영되어 왔으며, 환경적 측면과 에너지 효율 측면에 대한 고려는 미미하였다. 하지만, 최근 들어 기후변화로 인한 경제적 피해규모가 증가하고 있으며, 외부적 여건변화에 따라 환경가치는 상승할 것으로 예상된다. 또한, 교통부문에서의 탄소배출량 저감정책은 개인교통수단에서 대중교통으로 의 전환 및 친환경자동차 개발에만 집중되어있어 상대적으로 도로운영의 개선을 통한 저감 노력이 부족하다는 평가를 받았다. 향후 우리나라의 자동차 보유대수는 증가할 것으로 예상되므로 이에 대한 적응전략 및 대비책이 필요한 시점이다. 이를 위해서는 기존의 이동성 중심의 도로운영 정책에서 환경측면을 고려한 정책으로, 도로운영의 패러다임 전환을 통해 구현할 수 있을 것으로 판단된다. 교통운영 측면에서 온실가스 배출량을 저감하기 위해서는 현재 도로상에서 어느 정도 온실가스가 배출되는지를 실시간으로 모니터링 할 수 있어야 한다. 본 연구에서는 실시간으로 수집되는 교통자료를 이용하여 5분 후의 상태를 예측하고 이를 통해 실시간 온실가스 배출량 모니터링 시스템을 구축할 수 있는 방법론을 제안하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제44권4호
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• pp.305-311
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• 2020

지구온난화에 따른 연안의 해수면 상승은 해안에 가해지는 파랑에너지의 상승을 유발한다. 이러한 해수면의 상승은 상대적으로 수심이 깊어지는 효과를 초래하고 이는 과거 발생하지 않았던 해안지역의 침식 및 해빈에서의 모래를 유실시킨다. 일반적으로 연안침식에 대응하는 방법은 호안을 쌓아 보호하게 되는 경성공법으로 외력의 변화에 따라 현장여건에 맞는 호안의 경사, 단면형상 및 재료를 선택하게 된다. 하지만 현상에 대한 불충분한 이해에 근거한 공법 적용으로 다양한 피해가 발생하고 있으며, 이는 신뢰도 향상을 위한 기술개발 및 융합기술 도입의 필요성을 보여준다. 본 연구에서는 파랑저감에 효과적인 다공성 구조물 바이오코스트(Biocoast)를 활용하여 해안침식피해억제를 위한 친환경 투수 바이오폴리머 콘크리트 블록을 개발하였다. 자연에서 내구성이 강하고 안정된 구조인 벌집, 주상절리, 클로버에서 정육각형 모양과 삼각형의 복합체로 디자인을 도출하였으며, 월파방지와 처오름 현상 감소를 위해 바이오코스트로 요철(凹凸)을 적용하도록 디자인에 변화를 가하였다. 한국 동해안의 해수욕장의 자연조건을 반영하여 디자인 한 블록의 중량과 크기를 계산하여 실형을 제작하고 이를 현장에의 설치를 앞두고 있다. 특히, 자연해변 및 호안시설에 대해 자연 및 인위적 외력에 의한 침식과 세굴로부터 연안을 보호하고, 블록의 단위화를 통해 품질관리 및 공정관리의 효율성을 향상시킬 수 있을 것으로 사료되며 하천, 호수의 호안과 자연산책로에 확장 적용하고자 한다.

• 한국융합학회논문지
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• 제10권12호
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• pp.129-134
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• 2019

의료기관에서 많이 사용되는 방사선 차폐 재료인 납을 대처할 수 있는 플라스틱 제품으로 PVC를 선택하였다. 방사선 차폐 의복 이외에 저선량 영역에서 의료기기 부품, 산업용 차폐 재료로 사용이 가능한지 평가하고자 한다. 상업용 PVC는 밀도가 3.68 g/㎠ 으로 재료의 유연성과 경제성 등 일정 방사선 영역에서는 충분한 차폐 효과를 긍정적으로 기대할 수 있으며, 다양한 형태로 변형이 가능하고, 경량의 차폐벽으로 사용할 수 있다. 의료기관에서 임상 검사 시 사용되는 의료방사선 영역 대에서 3mm PVC 5장을 두께로 조절하여 차폐 성능을 실험하였다. 의료방사선의 관전압 기준으로 실효에너지에 대한 차폐 성능을 평가하였다. PVC는 두께가 두꺼울수록 관전압과 실효에너지가 낮을수록 차폐효과는 크게 나타났으며, 차폐효과는 12mm 두께에 관전압 80kVp에서 70%의 차폐효과가 있었다. 따라서 PVC 재료의 차폐효과는 두께의 의존율이 높게 나타났다. 앞으로는 차폐 성능을 높이면서 얇고 가벼운 친환경 제품을 만들기 위한 지속적인 연구가 필요하다.

• 해양환경안전학회지
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• 제24권6호
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• pp.818-824
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• 2018

CFRP는 경량화 소재로 각광받고 있으며, 해양산업에서도 고급요트와 특수목적 선박 등에 사용되고 있다. 전기추진체계 또한 친환경 추진 방법으로써, 요트와 소형 여객선 등의 주 추진계로 활용되고 있다. 본 연구에서는 소형선박의 선체소재와 추진계를 각각 CFRP와 전동기로 교체하였을 때의 경량화 효과를 정량적으로 비교분석하였다. 45ft GFRP 선박을 대상으로 사례연구를 수행하였으며, 선체소재를 설계원안과 동일 함침율 기준의 CFRP로 재설계하였고, 추진계는 설계원안의 동일 마력, 항해거리를 유지할 수 있도록 전동기와 배터리 시스템을 설계하였다. 연구결과 CFRP 소재는 선각을 45 % 정도 경량화 할 수 있었고, 전기추진체계는 기관부를 58 % 경량화 할 수 있음을 확인하였다. 다만 전기추진체계의 경우, 디젤 추진체계의 항해거리를 확보하기 위하여 상당한 양의 배터리 팩을 필요로 하기 때문에, 현실적인 수준에서의 경량화 실효성은 없는 것으로 확인되었다.