• 한국항행학회논문지
• /
• 제26권5호
• /
• pp.304-311
• /
• 2022

적 방공망 제압 임무는 현대전에서 전략적으로 중요한 임무이지만 적 방공자산에 직접적으로 노출될 위험이 높아 위험 부담이 크다. 따라서, 무인기를 활용하여 임무를 수행하는 것이 하나의 대안으로 제시된다. 본 논문에서는 무인기의 적 방공망 제압 임무 수행을 위한 경로 생성 기법과 생성된 경로에 대한 임무 효과도 산출 기법을 제안한다. 먼저, RRT 기반의 경로 탐색 알고리즘을 기반으로 적의 단거리 대공 위협을 고려할 수 있는 저공 침투/이탈 비행 경로 기법을 다룬다. 또한, 최단의 경로이면서 동시에 적의 단거리 대공 위협을 최대한 회피하는 표적 타격 경로를 생성하기 위해 Dubins 경로 기반의 타격 경로 생성 기법이 사용된다. 이를 통해 생성된 침투/타격/이탈 경로를 순서에 따라 통합한다. 통합된 경로를 기반으로 연료소모량, 무인기의 생존 확률, 임무 수행 소요 시간, 그리고 표적 파괴 확률로 이루어진 임무 효과도를 산출한다. 마지막으로, 제안된 적 방공망 제압 임무 경로 생성 기법 및 임무 효과도 산출 기법을 가상 시나리오를 통해 검증한다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제31권1호
• /
• pp.56-64
• /
• 2022

우리나라는 2019년 221,102 ton/day의 건설폐기물이 발생하였으며, 그 중, 본 연구의 대상인 혼합 건설폐기물 발생량은 24,582 ton/day로 조사되었다. 나머지 건설폐기물은 98.9%의 상당히 높은 수준으로 재활용되고 있다. 폐기물 부문의 온실가스 배출량은 17.1 백만 ton CO2-eq.로 총발생량의 2.3% 정도를 차지한다. 온실가스 배출을 감축하기 위해 환경영향 저감 방법 등에 관한 관심이 점차 증대되고 있으나, 혼합 건설폐기물의 발생량은 현재까지 지속적으로 증가하고 있어 이에 대한 적절한 처리가 필요할 것으로 판단된다. 또한, 분리·선별이 어려워 매립 및 소각에 의해 처리하는 경우가 대부분이며, 단순처리보다 재활용을 위한 효율적인 방안 마련이 시급한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 혼합 건설폐기물의 처리경로별 온실가스 배출량 산출을 통해 환경영향을 검토하였다. 그 결과, 온실가스 발생량이 가장 높은 것은 소각단계로 나타났으며, 최적의 온실가스 저감 방안은 단순 소각처리가 아닌 재활용, 에너지회수를 통한 재활용 처리가 최적의 방안이라고 판단된다. 또한, 에너지화 단계의 온실가스 발생량은 두 번째로 높게 발생하는 것으로 나타났다. 그러나 폐기물을 에너지로 활용하여 화석연료 사용 절감을 통해 온실가스 배출량을 감축시킬 수 있다고 판단된다. 수송단계에서는 최적의 거리 설정과 바이오연료 및 전기자동차 운행 등을 적용하여 온실가스 발생량을 최소화하는 것이 최적의 방안이라고 판단된다.

• 청정기술
• /
• 제28권2호
• /
• pp.163-173
• /
• 2022

지구 온난화를 완화시키고 석유고갈 문제를 피할 수 있는 수단의 하나로서 바이오 연료에 대한 많은 연구 개발이 지금까지 30년 넘게 이루어졌다. 하지만 일부 1세대 및 2세대 바이오 연료의 제한적인 보급이 이루어졌을 뿐, 광범위한 바이오 연료의 보급은 아직도 요원하다. 비교적 최근에 연구가 시작된 해조류 바이오매스 유래 3세대 바이오는 경우 많은 장점을 가지고 있음에도 불구하고 상업 규모의 해조류 바이오 리파이너리의 보급은 아직도 멀기만 하다. 이 총설에서는 광범위한 문헌조사와 10년 넘게 해조류 바이오 리파이너리의 타당성 연구를 수행한 저자의 경험을 토대로 해조류와 해조류의 양식부터 최종 제품인 바이오 연료 생산까지 가치사슬 전반에 걸쳐 해조류 바이오 리파이너리가 가진 장점과 단점을 살펴보고자 한다. 이 관점에서 문헌조사는 (1) 전 세계 해조류 생산 및 연구 개발 현황, (2) 실험실 규모 실험에 기초한 해조류로부터 바이오 연료 생산을 위한 전환 기술, 그리고 (3) 대규모 해조류 바이오 리파이너리 타당성 연구를 포함할 것이다. 그리고 해조류 바이오 연료 상업화에 예상되는 주요 문제점을 확인하고 마지막으로 현재의 해조류 바이오 리파이너리 기술 현황과 유망한 미래 전망에 대한 저자의 견해가 정리될 것이다.

• 공업화학
• /
• 제34권4호
• /
• pp.404-411
• /
• 2023

바이오가스 직접 개질을 위해 플라즈마 방전영역을 확장할 수 있는 3상 글라이딩 아크 플라즈마 수소 추출기를 설계하고 스팀과 메탄의 부피 비율, 가스 유량, 플라즈마 입력 전력에 대해 개질 특성을 평가하여 운전 조건을 최적화했다. 수소생산효율은 플라즈마 에너지 밀도가 작을수록 증가하는 것으로 확인되었지만 C_XH_Y 혹은 carbon soot와 같은 촉매 내구성에 영향을 줄 수 있는 부산물들이 발생했다. 부산물 생성을 억제하기 위해 스팀과 메탄의 비율 혹은 플라즈마 에너지 밀도를 높여야 했고 플라즈마 개질기 최적 조건으로 스팀과 메탄의 비율을 3, 플라즈마 에너지 밀도를 5.5 ~ 6.0 kJ/L로 선정했다. 또한 플라즈마 개질기에서 발생하는 열이 반응가스를 500 ℃ 이상까지 올려줄 수 있어 바이오가스 버너의 연료사용량을 줄여 수소생산효율을 높일 수 있을 것으로 기대할 수 있다.

• 사물인터넷융복합논문지
• /
• 제9권2호
• /
• pp.61-69
• /
• 2023

최근에는 환경에 대한 인식이 높아지면서 제조 차량에서 전자식 파워 스티어링(EPS)이 조향장치로 채택되는 사례가 증가하고 있다. EPS는 스티어링 파워 향상, 유압 호스 누출 제거 및 연료 소비 감소와 같은 수많은 이점을 제공하지만, 시스템이 움직임에 반응하게 만드는 센서를 요구한다. 이는, 센서의 선형 변동성을 유지하는 것이 스티어링 반응의 안정성에 필수적임을 의미한다. 따라서 EPS의 제어 품질을 보장하기 위해 내부 설계 특성의 변화에 대한 센서의 민감도, 결함 및 선형성을 평가하기 위한 신뢰성 있는 방법이 필요하다. 본 논문은 차량속도 구간 분할을 기반으로 EPS 구성요소 결함과 선형성을 분석하는 데이터 중심 결함 및 선형성 평가 모니터링 시스템을 제안한다. EPS 테스트 지그에서 수집된 데이터를 사용하여 모니터링 시스템의 성능을 검증하였으며, 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 적용하여 시스템을 개선하였다. 개발된 시스템은 설계를 기반으로 0.99% 정확도의 결함 감지 및 가변적인 차량속도에서 선형성 평가를 효과적으로 수행하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
• /
• 한국항해항만학회 2023년도 춘계학술대회
• /
• pp.121-122
• /
• 2023

컨테이너를 이용한 해상운송이 본격적으로 시작되면서 컨테이너선의 크기는 꾸준히 증가하고 있으며 최근에는 24,000TEU급 선박의 운항이 일반화되어 있다. 하지만, 최근 이러한 초대형 컨테이너 선박의 등장에 따른 효율성 및 생산성이 항만의 운영 관점에서 타당한지에 대한 의문도 지속적으로 제기되고 있다. 2022년 제10회 부산국제항만컨퍼런스에서는 글로벌 주요 정기선사들의 초대형 컨테이너 선박의 발주 현황을 분석하여 소강상태에 접어든 컨테이너 선박의 대형화 추세에 대한 심층적인 연구를 요구하였다. 일반적으로 선박 대형화 요인은 TEU당 운송 비용을 낮추는 규모의 경제 실현이며 이는 단일선박으로 대량의 화물을 수송함으로써 단위당 운송비용의 절감과 운송의 효율증가에 비해 연료 소모량의 증가가 낮아 단위당 운송비용의 절감 수준이 높아지기 때문이다. 하지만, 과연 항만의 측면에서 이러한 컨테이너 선박의 대형화 추세가 항만 운영에 있어서 타당성을 지니고 있는지에 대한 검토가 필요하다. 이를 위해 본 연구에서는 선형별 생산성 및 효율성을 비교·분석하여 항만 운영에 있어 선박 대형화의 효과를 평가한다.

• 한국가스학회지
• /
• 제27권3호
• /
• pp.77-83
• /
• 2023

급격한 산업화에 따른 에너지 사용량의 증가로 대기 중 이산화탄소(CO₂)의 농도가 증가하여 기후변화가 가속화되고 있다. 여기에 대응하기 위해 에너지 패러다임 전환이 필요하고, 그 일환으로 수소(H₂)가 주목받고 있다. 하지만 현재 대부분(95%)의 수소가 화석연료 기반의 추출수소로 생성되며, 많은 양의 CO₂를 배출하고 있다. 이를 그레이수소라 하는데 여기에 CO₂포집·이용·저장(CCUS)기술을 적용하여 CO₂ 배출량을 줄이면 블루수소가 된다. 상용 CO₂ 포집기술로는 습식법, 건식법, 분리막법이 있는데 각자 장단점을 가지고 있어 배가스 특성분석이 선행되어야 한다. 수소생산기지에서 배출되는 CO₂는 수분제거 시 20%를 상회하고 배출량은 중소규모로 분류되어 습식법 보다 분리막법의 적용이 유리할 것으로 판단된다. 또한, LNG 냉열을 사용할 수 있다면 분리막의 포집성능(선택도)이 향상되어 효율적인 CO₂ 포집 공정 구현이 가능하다. 본 연구에서는 수소생산기지에서 배출되는 배가스를 분석하고 여기에 적합한 CO₂ 포집기술에 대한 논의가 이뤄질 것이다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
• /
• 한국항해항만학회 2023년도 추계학술대회
• /
• pp.72-73
• /
• 2023

컨테이너를 이용한 해상운송이 본격적으로 시작되면서 컨테이너선의 크기는 꾸준히 증가하고 있으며 최근에는 24,000TEU급 선박의 운항이 일반화되어 있다. 하지만, 최근 이러한 초대형 컨테이너 선박의 등장에 따른 효율성 및 생산성이 항만의 운영 관점에서 타당한지에 대한 의문도 지속적으로 제기되고 있다. 2022년 제10회 부산국제항만컨퍼런스에서는 글로벌 주요 정기선사들의 초대형 컨테이너 선박의 발주 현황을 분석하여 소강상태에 접어든 컨테이너 선박의 대형화 추세에 대한 심층적인 연구를 요구하였다. 일반적으로 선박 대형화 요인은 TEU당 운송 비용을 낮추는 규모의 경제 실현이며 이는 단일선박으로 대량의 화물을 수송함으로써 단위당 운송비용의 절감과 운송의 효율증가에 비해 연료 소모량의 증가가 낮아 단위당 운송비용의 절감 수준이 높아지기 때문이다. 하지만, 과연 항만의 측면에서 이러한 컨테이너 선박의 대형화 추세가 항만 운영에 있어서 타당성을 지니고 있는지에 대한 검토가 필요하다. 이를 위해 본 연구에서는 선형별 생산성 및 효율성을 비교·분석하여 항만 운영에 있어 선박 대형화의 효과를 평가한다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
• /
• 한국항해항만학회 2023년도 추계학술대회
• /
• pp.116-118
• /
• 2023

최근 환경오염에 대한 규제 강화로 인해 선박 운항은 경제적이며 지속가능한 최적화 항법에 대한 필요성이 대두되고 있다. 하지만 기상예보 기술의 발전에도 불구하고, 여전히 잘못된 기상예보로 인한 악천후에 조우하는 선박 사고들은 지속적으로 발생하고 있다. 본 연구에서는 악천후에 조우하는 선박의 실태를 파악하고 분석하기 위해, 운항중인 선박의 정보를 측정하고자 하였다. 여기서 측정한 데이터의 종류는 항해 (위치, 속도, 방위, 타각 등) 및 엔진 (엔진 회전수, 출력, 축 추력, 연료 소비량) 관련 정보, 기상 상태 (바람, 파도), 선박운동 (선박종, 횡운동 등) 등의 정보들이 포함되었다. 실측 실험을 시행한 선박의 종류는 28,000 DWT급 벌크선, 63,000 DWT급 벌크선, 20,000 TEU급 컨테이너선, 12,000 TEU급 컨테이너선박이다. 각 선박의 실선실험은 여러 가지 종류의 데이터를 각각 취득하여 다목적으로 선박 운항에 관련한 연구들에 활용하고자 한다. 또한 실선실험 시의 해상 상태를 확인하기 위해, 파도 시뮬레이션 모델을 이용하여 방향성 파랑 스펙트럼 등을 재현하였다. 실선 실험의 데이터 취득 및 파도 시뮬레이션 결과 등을 통하여, 선박레이더를 이용한 정확한 파도정보 파악 및 화물 붕괴 사고 등에 대한 연구를 진행하고 있다. 이에 더불어, 선박운항의 안전성 및 효율성 관점에서 다양하게 활용될 것으로 기대된다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제29권6호
• /
• pp.672-680
• /
• 2023

선박의 설계과정에 있어, 선박의 중량은 유체역학적 성능에 큰 영향을 미치는 가장 중요한 요소 중 하나이다. 선박은 일반적으로 최적의 흘수와 배수량을 갖는 하나의 조건으로 설계되지만, 실제로는 연료의 소비, 선박 평형수의 충전과 적재 조건과 같은 운항 활동으로 인해 선박의 중량 및 흘수가 일정 범위 내에서 바뀐다. 본 연구에서는 소형선박을 대상으로 3가지 하중조건에 따른 선박의 저항성능 변화를 모형실험과 수치해석을 통해 연구하였다. 마지막으로 2050년까지 CO2 배출 가스를 50% 감축한다는 국제해사기구(IMO) 목표를 따라 선박의 저항 성능을 개선하여 동력 요구 사항을 줄이기 위해 선박의 중량 변화에 따른 저항성능의 민감도를 연구하였다. 연구 결과, 선박의 중량변화에 따른 효과는 낮은 프루드 수에서 크게 나타나는 것으로 확인되며, 저항성능에 대한 연구 결과, 설계 흘수의 적재조건을 기준으로 배수량이 11.1% 증가하고, 흘수가 5% 증가한 Over load의 적재조건에서 운항 시 선체의 총 저항이 모형시험과 CFD 시뮬레이션에서 각각 15.97%, 14.31%까지 증가하는 것을 볼 수 있다.