• 문화기술의 융합
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• 제10권1호
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• pp.363-368
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• 2024

선박, 해양구조물 또는 해상풍력 발전설비 하부구조와 같이 해양환경에서 사용되는 강구조물은 부식이 쉽게 발생한다. 본 연구에서는 실험을 통하여 희생전극으로 많이 사용되는 아연전극의 방식전위와 동등한 -1050mV vs. SCE에서 환경하중에 기인하는 부식피로균열 진전특성에 대하여 고찰하였다. 이를 위하여 본 연구에서는 -1050mV vs. SCE의 음극방식이 해수환경중의 피로균열 진전에 미치는 영향에 대해 합성해수중에서 파랑주기를 고려하여 실험적 고찰을 실시하였다. 음극방식에 의한 방식법은 부식을 차단하지만 과도한 방식은 화학반응에 의하여 수소를 발생시키며, 또한 석회질퇴적물을 발생시킨다. 피로균열진전율은 실험초기에는 해수부식환경하에서의 진전율보다 빠른구간이 나타났다. 그리고 균열길이가 증가하여 응력확대계수 K가 커질수록 균열의 진전율은 해수중의 피로균열진전율보다 느려지는 현상이 나타났다. 그러나 대기중의 균열진전속도보다는 항상 빠른 진전속도를 나타내었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.85-92
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• 2015

탄성지반위에 놓인 S형상 점진기능재료 고차전단변형 판의 동적 불안정성에 대하여 연구하였다. 고차전단변형이론은 점진기능재료 판의 두께방향으로의 전단변형률과 전단응력의 곡선변화 효과를 고려할 수 있다. Mathieu-Hill 방정식의 형태로 유도된 지배방정식에서 Bolotin 방법을 이용하여 동적 불안정 영역을 결정하였다. 동적 불안정 영역의 경계는 동적 하중과 여기진동수와의 관계로 나타내었다. 고차전단변형이론과 탄성지반 효과가 S형상 점진기능재료 판의 동적 불안정성에 미치는 효과를 제시하였다. Winkler와 Pasternak탄성지반 매개변수의 관계를 수치해석 결과를 통하여 고찰하였다. 또한 정적 하중계수, 거듭제곱 지수 그리고 폭-두께비 등의 동적 불안정 영역에 대한 영향을 분석하였다. 본 연구의 결과를 검증하기 위해 참고문헌의 결과와 비교 분석하였다. 본 연구에서 제시한 이론적 발전과 수치결과들은 S형상 점진기능재료 구조물의 동적 불안정 해석을 위한 참고자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권5호
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• pp.611-620
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• 2016

철근항복강도가 420 MPa만 사용되는 원자력발전소는 대구경 철근이 과밀 배근되어 정밀시공이 어렵고 콘크리트구조물의 품질저하가 우려된다. 과밀배근 해소를 위해 항복강도 550 MPa 철근의 사용이 필요하다. 이 연구에서는 550 MPa 고강도철근의 실용화를 위해 요구되는 여러 검토 항목 중, 철근과 콘크리트 일체 거동을 위해 필요한 43 mm 갈고리철근의 정착거동을 실험적으로 평가하였다. 실험체 모두 목표했던 측면파열파괴가 발생하여, 최대하중에서 측면 피복두께가 급격히 탈락하였다. 가력 초기에는 대부분의 하중을 직선구간의 부착에 의해 지지하였으나, 최대 하중의 1/3 지점부터 부착에 의한 기여도가 저감되기 시작하여 최대 하중에서는 대부분 갈고리 지압에 의해 하중을 지지하였다. 횡보강철근이 있는 실험체에서 [실험값]/[콘크리트구조기준 예측값] 비율의 평균이 1.45였다. 35 mm 초과 철근에 적용이 금지된 횡보강철근에 대한 보정계수 0.8을 적용하여도 안전한 갈고리 정착이 가능하다. 고강도콘크리트를 사용한 경우에는 [실험값]/[콘크리트구조기준 예측값]의 비율이 1.0로 다른 경우에 비해 안전율이 부족하였다. 콘크리트강도의 제곱근에 비례하는 콘크리트구조기준은 고강도 콘크리트에서 안전측이 아니므로 콘크리트 압축강도에 대한 영향을 저감시킬 필요가 있다. 실험결과를 회귀분석하여, 콘크리트 압축강도, 묻힘길이, 측면피복두께, 횡보강철근의 영향을 고려한 갈고리철근 정착강도 평가식을 개발하였다. 13개 실험데이터와 비교한 결과, [실험값]/[예측값] 비 평균이 1.0, 변동계수가 10%로 매우 정확히 강도를 예측하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권6호
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• pp.672-680
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• 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.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권9호
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• pp.1045-1050
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• 2014

아산화질소($N_2O$, Nitrous Oxide)는 이산화탄소($CO_2$, Carbon Oxide), 메탄($CH_4$, Metane)이어 세 번째로 지구온난화에 기여하는 물질로 알려져 있다. $N_2O$의 지구온난화 계수는 대기 중에서 안정하고, 성층권에서 광분해 된 후 이차적인 오염의 원인이 되기 때문에 $CO_2$의 310배에 이른다. $N_2O$의 생성에 대한 조사는 보일러와 같은 연속적인 연소를 갖는 동력원에 대하여 몇몇의 연구자들에 의한 보고가 있었다. 하지만, 디젤엔진에 있어서 연료의 성분이 $N_2O$ 배출에 미치는 영향에 대한 조사는 실시되어지지 않은 상태이다. 그러므로 본 연구에서는 디젤엔진에서 연료 중에 질소와 황 농도에 의해 변화되는 $N_2O$ 배출율에 대하여 조사하였다. 실험에 사용한 엔진은 12kW/2400rpm의 4행정 직접분사식 디젤엔진이고, 실험엔진의 운전조건은 75% 부하에서 이루어졌다. 연료 중의 질소와 황 농도는 Pyridine, Indole, Quinoline, Pyrrol, Propionitrile, Di-tert-butyl-disulfide의 6 종류 첨가제를 사용하여 증가시켰다. 결과에 의하면, 질소성분 0.3% 이하를 갖는 디젤연료는 첨가제의 종류와 농도와 관계없이 $N_2O$ 배출률에 영향을 미치지 않았다. 하지만, 연료 중 황 첨가제의 증가는 배기가스 중의 $N_2O$ 농도를 증가시켰다.

• International Journal of Automotive Technology
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• 제6권3호
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• pp.221-227
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• 2005

Aim of this study is to investigate an aerodynamic effect of a drag-reducing device on a heavy-duty truck. The vehicle experiences two different kinds of aerodynamic forces such as drag and uplifting force (or downward force) as it is traveling straight forward at constant speed. The drag force on a vehicle may cause an increase of the rate of fuel consumption and driving instability. The rolling resistance of the vehicle may be increased as result of the negative uplifting or downward force on the vehicle. A device named roof-fairing system has been applied to examine the reduction of aerodynamic drag force on a heavy-duty truck. As for a engineering design information, the drag-reducing system should be studied theoretically and experimentally for the best efficiency of the device. Four different types of roof-fairing model were considered in this study to investigate the aerodynamic effect on a model truck. The drag and downward force generated by vehicle has been obtained from numerical calculation conducted in this study. The forces produced on four fairing models considered in this study has been compared each other to evaluate the best fairing model in terms of aerodynamic performance. The result shows that the roof-fairing mounted truck has bigger negative uplifting or downward force than that of non-mounted truck in all speed ranges, and drag force on roof-fairing mounted truck has smaller than that of non-mounted truck. The drag coefficient $(C_D)$ of the roof-fairing mounted truck (Model-3) is reduced up to $41.3\%$ than that of non-mounted trucks (Model-1). A downward force generated by a roof-fairing mounted on a truck is linearly proportional to the rolling resistance force. Therefore, the negative lifting force on a heavy-duty truck is another important factor in aerodynamic design parameter and should be considered in the design of a drag-reducing device of a tractor-trailer. According to the numerical result obtained from present study, the drag force produced by the model-3 has the smallest of all in all speed ranges and has reasonable downward force. The smaller drag force on model-3 with 2/3h in height may results of smallest thickness of boundary layer generated on the topside of the container and the lowest intensity of turbulent kinetic energy occurs at the rear side of the container.

• 대한조선학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.1-11
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• 1991

$C_B{\simeq}0.8,\;L/B{\simeq}5.5,\;B/d{\simeq}3.5$의 선형치수비를 특징으로 갖는 AFRAMAX형 유조선에 복합선미 선형 개념을 적용하여 선형개발을 수행하였고, 종래 유조선에 비해 매우 우수한 선형이 모형시험을 통하여 확인됨으로써 복합선미선형 개념이 비교적 광폭천흘수(廣幅淺吃水) 특성을 갖는 선형의 경우에 더욱 유력한 것임이 입증되었으며, 이러한 치수비의 선형에 적합한 늑골선의 형태도 찾을 수 있었다. 또한 본 연구에서는 일본의 'H사'에서 '90년에 개발한 동급선형을 선택하여 이론계산 및 한국해사 기술연구소에서의 도형시험에 의한 선형특성 및 성능의 비교를 수행하였으며, 그 결과 대우 선형은 종래의 "Moderate U형" 선미형상을 특징으로 하는 'H사'의 선형에 비하여 점성저항은 매우 작으면서도(형상계수 k가 0.30에서 0.75로 감소) 추진효율은 그다지 나쁘지 않아서, 만재상태나 경하상태에서 유효마력은 약10%, 전달마력은 5-6% 작은 것이 확인되었고 이론계산 결과도 이런 경향을 잘 설명해 줌을 알았다. 부수적으로, 형상계수가 통상의 것보다 매우 작은 경우에는 Froude방법 및 종래의 통계에 의한 상관 수정계수에 의한 저항시험결과의 실선화장은 실선저항을 지나치게 낮게 예측해줄 위험성이 있으므로 ITTC '78방법과 같은 형상계수의 도입이 보다 바람직한 것임을 확인하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.420-425
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• 1999

최대수요전력 예측과 제어의 목적은 공장 또는 빌딩등의 전력수용가의 입장에서 수시로 변동하는 부하의추이를 파악 예측하여 에너지 합리화 경제성 증대 산업기기의 보호 수용가의 비용절감과 더불어 크게는 국가적인 전력시스템안정화를 가져가기 위함에 있다. 최대수요전력 예측/제어를 위한 기존의 방법들은 수용가 특성이나 계절별 요일별 차이를 고려하지 않고 고정된 알고리즘에 의해 예측값이 결정되므로 환경변화에 적극적인 대응능력이 부족한 단점이있다. 이와같은 문제점의 해결을 위해 본 논문에서는 현재 많은 연구가 되고 있는 SOFM 신경망을 이용한 예측 방법과 예측치의 보정방법으로 퍼지제어길르 추가한 형태의 최대수요전력예측 제어기를 제안한다, 예측방법의 경우 유동적이며 적은 구간을 통하여 순시부하처럼 변동이 많은 데이터에 대하여 예측시간을 단축함과 동시에 오차를 줄여나갈수 있다. 또한 2단계의 학습을 통하여 SOFMd의 출력값이 패턴이 아닌 예측치가 될 수 있도록 변형하였으며 패턴자체의 변화에 대응하여 패턴오차를 이용하여재학습을 하도록 하여 불안정한 전력에 대하여 보완한다. 그리고 예측후반부에 퍼지제어기를 연결하여 예측의 신뢰성을 높이는 안정된 예측구조를 가지고 있다. 실험결과 시계열 예측방법인 지수평활법보다 제안된 예측/제어 방법이 우수함을 확인하였다.

• 한국농공학회지
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• 제39권4호
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• pp.106-113
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• 1997

Dynamic loading of structures often causes excursions of stresses well into the inelastic range, and the influence of the geometric changes on the dynamic response is also significant in many cases. Therefore, both material and geometric nonlinearity effects should be considered in case that a dynamic load acts on the structure. A structure in a nuclear power plant is a structure of importance which puts emphasis on safety. A nuclear container is a pressure vessel subject to internal pressure and this structure is constructed by a reinforced concrete or a pre-stressed concrete. In this study, the material nonlinearity effect on the dynamic response is formulated by the elasto-viscoplastic model highly corresponding to the real behavior of the material. Also, the geometrically nonlinear behavior is taken into account using a total Lagrangian coordinate system, and the equilibrium equation of motion is numerically solved by a central difference scheme. The constitutive relation of concrete is modeled according to a Drucker-Prager yield criterion in compression. The reinforcing bars are modeled by a smeared layer at the location of reinforcements, and the steel layer model under Von Mises yield criteria is adopted to represent an elastic-plastic behavior. To investigate the dynamic response of a nuclear reinforced concrete containment structure, the steel-ratios of 0, 3, 5 and 10 percent, are considered. The results obtained from the analysis of an example were summarized as follows 1. As the steel-ratio increases, the amplitude and the period of the vertical displacements in apex of dome decreased. The Dynamic Magnification Factor(DMF) was some larger than that of the structure without steel. However, the regular trend was not found in the values of DMF. 2. The dynamic response of the vertical displacement and the radial displacement in the dome-wall junction were shown that the period of displacement in initial step decreased with the steel-ratio increases. Especially, the effect of the steel on the dynamic response of radial displacement disapeared almost. The values of DMF were 1.94, 2.5, 2.62 and 2.66, and the values increased with the steel-ratio. 3. The characteristics of the dynamic response of radial displacement in the mid-wall were similar to that of dome-wall junction. The values of DMF were 1.91, 2.11, 2.13 and 2.18, and the values increased with the steel-ratio. 4. The amplitude and the period of the hoop-stresses in the dome, the dome-wall junction, and the mid-wall were shown the decreased trend with the steel-ratio. The values of DMF were some larger than those of the structure without steel. However, the regular trend was not found in the values of DMF.

• 대한환경공학회지
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• 제33권10호
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• pp.701-708
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• 2011

본 연구에서는 일반선박으로부터 배출되는 온실가스 배출량을 연료소비를 근거로 한 배출(Tier1)과 선종을 고려한 출력, SFOC, 운항특성(시간과 부하율 등) 등을 근거로 한 활동도에 의한 배출(Tier3)로 구분하여 산정하고 비교분석하였다. 2009년도 기준으로 배출량을 산정한 결과, Tier1 방법에 의한 배출량은 총 28,273천톤 $CO_{2eq}$, Tier3 방법에 의한 산정량은 총 30,810 천톤 $CO_{2eq}$으로 나타났다. Tier3에 의한 온실가스 배출량이 Tier1에 의한 산출결과보다 약 9% 정도 많게 나타났다. 이는 설문조사에 의한 선박의 부하율, 운항시간 등의 활동도 조사결과가 약간 과대평가되었기 때문으로 판단되었다. 향후 Tier3 방법을 적용하여 온실가스의 발생량을 정확하게 산정하기 위해서는 선박의 종류 및 특성에 따라 SFOC, 운항특성별 시간과 부하율, 운항속도 등에 대한 상세한 활동도 자료의 확보가 필요할 것으로 판단되었다. 운항특성 등을 고려한 보다 상세하고 다양한 활동도 자료가 확보될 경우, 적절한 저감대책 수립이 가능할 것으로 생각된다.