• 해양환경안전학회지
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• 제22권5호
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• pp.483-489
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• 2016

본 연구는 USCG phase-II의 형식승인 기준인 자연상태 생물군집의 75 % 이상 유지하여야 하는 평가체계에 대비하여 자연생물군집 농축 및 선박평형수관리시스템(Ballast Water Management System, BWMS) 처리 전 후 생물사멸시험을 실시하였다. 자연 식물플랑크톤군집의 농축 조사는 중영양수계인 장목만과 부영양화수계의 마산만에서 동계에 수행하였다. 장목만과 마산만에서 1톤 기준으로 생물을 농축하였을 경우, $10-50{\mu}m$ 크기 생물 현존량은 $4.7{\times}10^4cells\;mL^{-1}$과 $0.8{\times}10^4cells\;mL^{-1}$ 이었고, 농축생물의 생존율은 90.4 %와 88.0 %로 각각 나타났다. 특히 장목만에서는 Skeletonema costatum-like species 같은 체인을 형성하는 소형 규조류가 극우점한 반면, 마산만에서는 $<10{\mu}m$보다 작은 편모조류 및 체인을 형성하지 않는 대형 와편모조류(Akashiwo sanguinea, Heterocapsa triquetra)가 우점하였다. 이와 같은 우점종 세포크기의 차이로 장목만 농축효율이 마산만보다 높게 나타났다. BWMS 장비를 통과한 처리 당일 생물 사멸률은 장목만이 90.4 %로, 마산만의 93 %보다 약간 낮았고, 장목만에서 BWMS 처리 5일 경과 후, 대조군의 대상생물의 사멸률은 6.7 %로 나타났다. 처리군에서는 >99 %로 대부분 사멸되어, 시험생물로서의 적용 가능성을 확인할 수 있었다. 결과적으로 동계와 같이 해역내 생물량이 낮을 경우, 주간 8시간 수행한 네트의 생물농축만으로 는 USCG Phase II의 형식승인 기준인 500톤 탱크에 $1.0{\times}10^3cells\;mL^{-1}$ 이상으로 자연생물 개체수 밀도를 충족하기는 쉽지 않다는 것을 파악하였고, 이를 보완하기 위해서는 일정기간 자연생물을 대량 배양 및 채집할 수 있는 시스템 도입이 필요할 것으로 판단된다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2006년도 추계학술발표회
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• pp.221-237
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• 2006

각종 국제협약의 채결 및 개정안에 따라서, 특히 73/78 국제해양오염방지협약에 의하여 제정되고 개정되어 온 해양오염방지 협약과 같은 국내법들을 살펴보고 국제협약들의 주요 내용과 비교하였다. 그리고 현존의 국제협약 또는 새로운 국제협약의 새로운 내용 및 최근의 개정내용에 따라서 해양오염방지법과 같은 현행 국내법을 개정하거나 새로운 국내법을 제정하는 몇 가지 대안을 제시하였다. 73/78 국제해양오염방지협약의 부속서 6장을 최근에 대기환경보전법으로 수용하지 않고 해양오염방지법으로 수용하였다. 선박 밸러스트수 배출을 통한 외래유해생물종의 침입을 방지하고 국내 해양생태계와 연안환경을 보호하기 위하여 선박밸러스트수침전물관리협약을 해양오염방지법으로 수용하거나 새로운 법을 제정하여 수용하여야 한다. 선박의 유해한 방오시스템 통제를 위한 국제협약을 유해화학물질관리법으로 수용하기보다는 해양오염방지법으로 수용하여야 한다. 선상 잔유 유성혼합물의 빌지수를 함유한 해철유조선을 선진국에서 개발도상국이나 후진국으로 국가 간 이동하는 것을 방지하기 위하여 유해화학물질의 국가간 이동을 규제하고 금지하는 바젤협약올 해양오염방지법으로 수용함으로써 종국적으로는 세계의 해양환경보전에 기여하여야 한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2003년도 춘계종합학술대회
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• pp.772-777
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• 2003

선박이 배출하는 안정수(ballast water)는 외부로부터 유해 생물들이 유입되어 전파해 오는 주요경로로써 해양환경의 매우 중요하고 위험한 일종의 하나이지만, 이에 대한 효과적인 처리방법은 아직까지도 개발되지 못하였다. 그러나 최근 강 전리방전을 이용하여 고 밀집 산소와 물분자를 고농도 수산자유기(OH: hydroxyl radical)로 전리, 활성입자를 발생시켜 신속히 확산시키면 넓은 범위에서 비교적 낮은 농도로 유해성 침입 생물을 잔류물 없이 저렴한 비용으로 살균제나 촉매제의 사용 없이 소멸시켜 처리하는 효과적인 새로운 녹색방법을 제안하였다. 또한, 수산기는 강 산화제로써(산화환원 전위는 2.80 eV), 적조생물을 신속, 효과적으로 사멸시켜 잔유물과 오염물 발생 없이 이상적으로 해양적조현상을 처리할 수 있는 활성물질이다. 고출력 강 전리장치를 활용하면 수산기 활성제의 발생 농도를 Sr104 이상으로 얻을 수 있으므로, 해양적조처리에 요구되는 문턱 값 농도(~l$\times$$10^{-6}$)를 충족시킬 수 있으며, 이 경우 적조생물 소멸처리시간은 불과 10 sec 내외이므로 선박 안정수 처리문제와 함께 적조발생의 난문제를 해양동력학적으로 동시에 해결할 수 있는 효과적인 기술이다. 실험결과로부터 시간당 1 k톤의 활성물질을 발생하는 수산기활성제 제조장치의 경우, 약 4$\times$$10^2$ $\textrm{km}^2$/h의 적조해면을 처리할 수 있으며, 그 비용은 약 US$l,000 정도에 상당하므로, 적조에 따른 경제손실과는 비교될 수 없는 저렴하고 효과적인 방법이다. 활성물질의 생성시간과 가공시간은 불과 수십 $\mu\textrm{s}$ 및 수 sec 에 불과하므로, 1 kton/h 용량의 수산기활성제 제조장치의 환산소비동력은 약 200 kW이고, 장치의 체적은 10~30 ㎥의 공간으로 충분하므로, 소형선박으로 상당면적의 적조피해를 효과적으로 해결할 수 있다.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권6호
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• pp.593-599
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• 2016

인천대교는 인천국제공항과 송도국제도시를 연결하는 길이 13.38 km, 경간 800 m의 대형 교량으로 시간당 73.8(vessel/hour)척의 선박이 통항하고 있다. 본 연구에서는 인천대교 건설 시 설계되었던 인천대교 충돌방지공의 안전기준을 바탕으로 인천대교를 통항하는 선박의 중량에 따른 안전한 통항 속력을 제시하고자 한다. 연구방법은 AASHTO LRFD에서 제시한 선박 충돌에너지와, 선박 충돌 속도, 수리동적질량계수를 고려하여 통항 선박의 안전 속력을 제시하고자 한다. 인천대교의 충돌방지공은 10만DWT급 선박이 10노트로 통항 할 수 있도록 설계되었다. 본 연구에서는 대상선박(30만DWT급)의 선속조건 및 화물 상태의 비교 분석을 통하여 각각의 충돌에너지에 따른 제한 속력을 산정하는 방식으로 통항 선박의 안전 속력을 제시하였다. 또한 해당 수역의 조위에 따른 통항 선박의 안전 속력을 추가적으로 분석하였다. 대상선박(30만DWT급)을 통한 연구 결과 최대 15만DWT급 선박이 평균조위 이상의 수심에서 최대 7노트 속력으로 운항이 가능한 것으로 나타났으며, 경하상태(Ballast condition)에서는 최대 8노트의 속력으로 인천대교를 통항할 수 있는 것으로 분석되었다.

• 동력기계공학회지
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• 제9권4호
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• pp.65-70
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• 2005

A liquid storage rectangular tank structures are used in many fields of civil, mechanical and marine engineering. Especially, Ship structures have many tanks in contact with inner or outer fluid, like ballast, fuel and cargo tanks. Fatigue damages are sometimes observed in these tanks which seem to be caused by resonance with exciting force of engine and propeller. Vibration characteristics of these thin walled tanks in contact with fluid near engine propeller are strongly affected by added mass of containing fluid. Therefore it is essentially important to estimate the added mass effect to predict vibration of the tank structures. Many authors have studied vibration of cylindrical and rectangular tanks structures containing fluid. Few research on dynamic interaction among tank walls through fluid are reported in the vibration of rectangular tanks recently. In case of rectangular tanks, structural coupling between adjacent panels and effect of vibration modes of multiple panels on added mass have to be considered. In the present paper, coupling effect between panels of tank structure on added mass of containing fluid, the effect of structural constraint between panels on each vibration mode for fluid region have investigated numerically and experimentally.

• 한국항해항만학회지
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• 제44권3호
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• pp.264-274
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• 2020

로로 페리선은 급선회 시 선박의 선미부 객실의 증개축으로 인한 무게중심 상승, 과도한 화물적재, 발라스트 부족 등으로 인한 복원성 결여 및 고박 부실 등의 여러 가지 원인으로 전복되어 해저에 침몰하였다. 이 연구의 목적은 유체-구조 연성(Fluid-Structure Interaction; FSI) 해석기법을 이용하여 급선회에 따른 빠른 침수 및 전복에 이어 침몰사고로 진척된 원인을 과학적이고 정확하게 규명하고 분석하는 것이다. 이를 위해 사고 당시의 동영상과 사진들을 분석하여 시간에 따른 선박의 정확한 자세를 구현하고, 이에 따른 화물 이동과 선체 외부의 해수 유입구와 선체 내부에서의 유입된 해수의 이동 경로에 따른 해수 유입량을 실선 부양 시뮬레이션 및 유체정역학적 특성치 프로그램을 사용하여 정확히 검증하여 실선 침수·침몰 시뮬레이션을 수행하여 사고원인을 정확하고 객관적으로 규명하고자 하였다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2006년도 추계학술발표회
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• pp.97-104
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• 2006

선박과 항만 터미널에 의한 오염에 대하여 항만 환경의 보호를 위해 강력한 규제지침을 적용해야한다. 불법적인 선박의 밸러스트수 교환으로 발생하고 연안의 항내에 들어와서 교환을 하면 식물과 동물의 외래종 침입하여 먹이 사슬을 파괴하는 원인이 된다. 질소가 풍부한 물의 교환은 미생물의 성장을 촉진시켜 연안에 적조를 유발시킨다. 또한 항만의 나쁜 영향을 미치는 것은 선박과 물동량을 수송하는 트럭에서 다량의 디젤 산화물을 대기로 배출한다. 국제해사기구 (International Maritime Organization: IMO) 에서는 선박에서 발생되는 오염물질 둥에 대한 규제강화를 위하여 최근 새로운 해사환경협약의 채택 및 발효를 강력히 추진하고 있다. 우리나라는 국제해사기구의 A 그룹 이사국으로서의 국제적인 위상과 해양환경 보호를 위하여 현재 발효되고 추진 중에 있는 협약들에 대한 연구와 대처를 효과적으로 하여야 한다. 이 논문은 해양관련 환경규제협약인 대기오염방지협약, 선박의 유해방오도료 사용규제협약, 밸러스트수 배출규제협약, 선박으로부터 오수에 의한 오염방지를 위한 협약 풍의 주요 현안을 파악하고 분석하여 이에 따른 대응책을 제시하고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.136-143
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• 2016

본 연구에서는 USCG Phase-II 형식승인을 대비하여 ${\geq}10{\mu}m$ 와 ${\leq}5{\mu}m$ 크기 식물플랑크톤의 생물군에 관해서 네트를 이용한 생물농축 방법 및 농축효율을 비교하고자 하였다. 생물 농축 효율의 비교는 네트 망목 사이즈($5{\mu}m$, $7{\mu}m$)의 차이, 펌프 이용를 이용한 연속적인 시료 공급 방법과 핸드비이커 이용한 불연속적인 시료공급의 차이, 자연해수의 용량에 따른 차이 등을 종합적으로 검토하였다. 각 실험군 간의 차이를 t-test로 검증한 결과, $5{\mu}m$와 $7{\mu}m$망목에 의한 차이는 유의하게 나타나지 않았고(p>0.05), 자연해수 용량에 따른 생물농축효율의 차이도 명확하지 않았다(p>0.05). 하지만 펌프에 의한 연속적인 시료 공급은 핸드비이커의 불연속적인 시료보다 통계적으로 유의하게 생물 농축효율이 높게 나타났다(t-test: t:-4.058, p<0.05). 특히 네트 농축 실험 시 출현한 식물플랑크톤의 군집조성은 규조류 17종, 와편모조류 15종, 유글레나조류 1종, 착편모조류 2종과 함께 미동정 편모조류로 총 36종이였고, 우점종으로는 Pseudo-nitzschia spp.로 관찰되었다. 여기서, 모든 실험군에서 생물 농축 효율이 20-25% 전후로 균일하게 낮게 나타난 것이 특이적 이였고, 그 이유로는 우점종인 Pseudo-nitzschia spp.의 한 편의 사이즈가 $3-8{\mu}m$로 네트 망목을 통과하여 손실된 결과로 판단되었다. 결과적으로 네트의 농축은 자연 식물플랑크톤 군집에서 출현한 종의 사이즈에 의존한다는 것을 확인할 수 있었고, 이는 USCG Phase-II 의 형식 승인 선박평형수 처리 장치(BWTS: Ballast Water Treatment System) 통과 후 생물농축과정에서 종 특이적인 사이즈의 분포 양상을 충분하게 검토하여 농축 용량을 조절할 필요가 있을 것으로 생각된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권5호
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• pp.576-585
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• 2020

본 연구는 기존 선박에 자외선 (UV) 평형수처리장치(BWMS)를 설치 한 경우, 수치 계산을 통해 평형수 처리시간의 증가를 정량적으로 조사하였다. 계산 결과 배수량 55,000톤 가스 운반선의 평형수 처리시간은 UV BWMS 미설치 및 유량 제어 기능 없이 2.152 시간이었다. 평형수 처리시간은 UV BWMS 설치 후 14.2 % 증가했으며, 유량 제어 기능까지 고려 시 20.4 % 증가했습니다. 실제 조건들을 고려하면 UV BWMS 설치 후 평형수 처리시간은 기존 평형수처리시간 대비 최소 30 % 정도 증가할 것으로 예상됩니다. 따라서 업계 관계자는 평형수 처리시간 증가로 인한 선박 운영 손실을 최소화하기 위하여 UV BWMS 선정시 본선의 실제 평형수펌프 용량과 UV BWMS의 유동 에너지 손실을 충분히 고려하는 것이 좋습니다. 또한 BWMS 설치 후 평형수 처리시간 증가를 최소화하기 위해서는 더 큰 용량의 BWMS, 더 큰 파이프 및 내부 코팅이 있는 파이프 등의 사용을 고려할 수 있습니다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권4호
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• pp.325-331
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• 2023

선박의 안전운항을 도모하기 위한 필수적 요소 중 하나인 복원성 확보에 대한 항해사의 해기지식은 선박의 대형화 및 자율운항선박 출현 등 선박 기술의 진보와 더불어 향상되고 개선되어야 한다. 이에 따라 본 연구에서는 항해사를 대상으로 복원성에 관한 설문조사를 수행하였고, 일반적 특성을 이용하여 경험적 인지도를 통계분석하였다. 분석 결과, 복원성 기준의 이해도에서 상위직급에서는 높은 이해도를 갖고 있었으며, 특정 선종에 대한 특별 기준에 대한 이해는 부족한 것으로 나타났다. 전체 응답자의 87.6%가 복원성 평가의 수단으로 Loading computer를 활용하고 있었다. 현장에서 복원성 평가 방법으로 GM 활용이 평균 3.891/5.000점으로 가장 높았으며, 주로 GM과 복원성 기준으로 복원성 확보여부를 판단하였다. 복원성 부족 시, 항해사는 주로 평형수 보충을 통하여 개선하였으며, 소각도 타각 사용으로 안전을 확보하는 운항적 경향도 있었다. 본 연구 결과는 선박 복원성에 대한 항해사의 경험적 인지도를 평가함으로써, 향후 운항자 중심의 복원성에 관한 교육 개선 및 연구에 중요한 자료로 활용하고자 한다.