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Finite Element Analysis on the Behavior and Bearing Capacity of Pile Foundation in Seasonal Frost Soil
No full text본 학위 논문은 계절성 동토 지역에 위치하는 말뚝 기초의 연중 온도 변화에 따른 지반의 거동과 말뚝에 작용하는 지지력을 분석하기 위해 수치해석을 통해 수행하였다. 동결 지반의 융해 및 동결작용을 모사하기 위해 온도 변화에 따른 지반의 비선형 물성을 적용하였으며, 수치해석은 유한요소법 기반의 TM 모델링(Thermo-Mechanical coupled Modeling)을 적용하여 열전달 및 응력 변화 해석을 위해 프로그램 ABAQUS/CAE를 통해 해석을 수행하였다. 지반의 융해 침하(thaw settlement) 및 동결 융기(frost heave) 현상으로 인한 소성 변형을 모사하기 위해 두 가지 탄소성 구성 모델인, MCR (Mohr-Coulomb with Rankine Tensile cut-off) 및 HDP (Hyperbolic Drucker- Prager) 구성 모델을 적용하여 말뚝 머리(pile head)의 수직 변위와 말뚝의 지지력에 관한 결과를 비교 및 분석하였다. 연중 온도 변화에 따라 지반의 융해, 동결작용으로 지반과 말뚝 모두 침하 및 융기 현상을 보였다. 두 가지 탄소성 구성 모델(MCR과 HDP)을 적용한 수직 변위 결과의 양상과 크기는 유사함을 보이며, 일반적으로 HDP 구성 모델이 MCR 구성 모델에 비해 작게 나타났다. 또한 말뚝의 지지력 해석조건은 말뚝-지반의 접촉 면적에 지배적인 말뚝의 길이와 너비에 대해 선정하였으며, 지지력에 미치는 영향을 비교 및 분석하였다. 말뚝의 너비 조건에 따라 두 탄소성 구성 모델 결과의 양상 및 크기는 유사하며, 너비 조건이 클수록 모델 간 지지력 결과 격차가 크게 발생했다. 이러한 결과는 말뚝의 길이 조건에도 유사하게 나타났다.|This dissertation was conducted through numerical analysis to analyze the behavior of frost soil and the bearing capacity acting on piles according to the annual temperature change of pile foundations located in seasonal frost soil regions. To simulate the thawing and freezing of frozen ground, the nonlinear physical properties were applied according to the temperature change of ground and the numerical analysis was conducted through the program ABAQUS/CAE for heat transfer and stress change analysis by applying TM modeling (Thermo-Mechanical coupled Modeling) based on the finite element method. Two elasto-plastic constitutive models, Mohr-Coulomb with Rankine Tensile cut-off (MCR) and Hyperbolic Drucker-Prager (HDP), are used to simulate plastic deformation due to thaw settlement and frost heave phenomena. A constitutive model was applied to compare and analyze the results of the vertical displacement of the pile head and the bearing capacity of the pile. According to the annual temperature change, both the ground and the pile represented thaw settlement and frost heave due to thawing and freezing of the ground. The aspect and magnitude of the vertical displacement results using the two elasto-plastic constitutive models (MCR and HDP) were similar, and the HDP constitutive model was generally smaller than the MCR constitutive model. The bearing capacity analysis condition of pile was selected for the length and width of the pile dominating the pile-ground contact area, and the effect on the bearing capacity was compared and analyzed. Depending on the pile width condition, the aspect and size of the results of the two elasto-plastic constitutive models are similar, the larger width condition leading to a larger gap in bearing capacity results between the models. These results were similar to the pile length conditions.제1장 서 론 1
1.1 연구 배경 1
1.2 연구 목적 3
제2장 문헌 검토 4
2.1 계절성 동토지역의 말뚝 기초 4
2.2 온도 변화에 따른 지반 거동 7
2.2.1 동토의 융해작용 7
2.2.2 동토의 동결작용 8
2.3 수치해석 및 모델링 기법 9
2.3.2 TM 모델링 기법 10
2.3.3 THM 모델링 기법 10
2.4 지반-말뚝 상호작용 11
2.4.1 말뚝 기초의 하중 전달 11
2.4.2 국내 말뚝 기초의 지지력 14
2.4.3 국외 말뚝 기초의 지지력 17
제3장 수치해석 방법 및 과정 19
3.1 수치해석 적용 물성 19
3.2 MCR 구성 모델 22
3.3 HDP 구성 모델 26
3.4 수치해석 방법 및 과정 28
3.4.1 경계 조건(Boundary condition) 29
3.4.2 접촉 조건(Contact condition) 32
3.4.2 수치해석 조건 34
제4장 수치해석 결과 비교 및 분석 36
4.1 지반 및 말뚝 머리의 거동 36
4.2 말뚝의 지지력 결과 비교 40
4.2.1 길이 조건에 따른 지지력 결과 41
4.2.2 너비 조건에 따른 지지력 결과 43
제5장 결 론 49
참고문헌 51Maste
펌프장 흡수정의 와류 강도를 고려한 최적 설계에 관한 연구
No full textThe vortex which generated around suction region of a pump sump causes problems such as damage to the pump, increase in maintenance costs, and failure to supply coolant smoothly. Therefore, it is essential to analyze the vortex for proper pump sump design. The common method to investigate the vortex behavior around the sump pump is by Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations. Although the CFD simulations provide high efficiency in analysis time and resources, it is insufficient to predict accurate the vortex behavior especially in scaled model. Thus, the vortex analysis by CFD simulations and experiments was conducted in this research to obtain high accuracy and validation in the results.
There are 2 types of the vortices in the pump sump, type 2 of sub-surface vortex and type 3 of free-surface vortex, are used for the pump sump design based on ANSI HI 9.8 2018 standard. This study conducted the model test to validate a suitable CFD simulation method by identifying the vortex.
The dye test and PIV(Particle Image Velocimetry) technology were used to visualize the 2 types of the vortex, whereas the PIV vorticity results were compared to the CFD results. Velocity analysis was conducted to find the influence of the flow entering the bell.
To apply the finalized result from the PIV and CFD analysis, there were CFD simulations for vortices by real scale pump sump and modified models regarding the mainly applied in industry diameter of bell. Finally, related equations could be found for 2 kinds of vortices of the behavior regarding the results.1. 서 론 1
1.1 연구배경 1
1.2 국내외 펌프장 흡수정 연구 동향 3
1.3 연구 목적 4
2. 펌프장 흡수정 6
2.1 펌프장 흡수정에서 발생하는 와류의 분류 6
2.2 펌프장 흡수정의 일반적 치수 정의 10
2.3 펌프장 흡수정의 상사 모델 11
2.4 펌프장 흡수정의 상사 모델 판정 기준 13
2.4.1 자유표면 보텍스와 수중 보텍스 13
2.4.2 스월 각도 13
2.4.3 속도 측정 15
3. 입자영상유속계 실험의 이론 17
3.1 PIV 개요 17
3.2 PIV 실험 장치의 구성 19
3.3 조명 및 추적 입자 20
3.4 영상입력 및 저장 장치 21
3.5 동일입자 추적 22
4. 전산유체역학의 이론 23
4.1 개요 23
4.2 지배 방정식 23
4.3 이산화 방법 27
4.4 난류 모델 : RANS 30
4.5 난류 모델 : LES 34
4.5.1 필터 34
4.5.2 LES 모델 36
5. 흡수정 와류 특성 연구 37
5.1 측면 수중 와류 37
5.1.1 모델 시험 방법 37
5.1.2 염료 시험 및 PIV 후처리 방안 41
5.1.3 측면 수중 와류 분석을 위한 CFD 설정 46
5.1.4 결과 및 토의 50
5.1.5 결론 55
5.2 펌프장 흡수정의 와류 56
5.2.1 모델 시험 방법 56
5.2.2 Dye test 및 PIV 후처리 방안 63
5.2.3 Bell에서의 속도장 분석 69
5.2.4 펌프장 흡수정의 와류 분석을 위한 CFD 설정 71
5.2.5 결과 및 토의 74
5.3 펌프 설계 96
5.3.1 Case 선정 97
5.3.2 Bell의 치수에 따른 와도 관계를 찾기 위한 CFD 설정 98
5.3.3 결과 및 토의 98
6. 결론 110
참고문헌 112Docto
Ball-Mill 공정에 의해 제작한 TiO2/WO3 광촉매 화합물의 특성
No full text환경오염에 대한 심각성이 커지면서 광촉매를 이용한 살균 방식에 관심이 증가하고 있다. 광촉매는 밴드갭 이상의 빛 에너지를 받아 산화, 환원 반응이 일어나며, 수산화라디칼을 형성하여 살균 반응이 일어난다. 광촉매 중에서 화학적 안정성이 높고 가격이 저렴한 TiO2가 가장 대표적인 광촉매로 꼽힌다. 하지만, TiO2는 3.2 eV의 큰 밴드갭과 전자-정공 쌍의 높은 재결합율로 단일 광촉매로는 한계가 존재하여 도핑 또는 합성을 통해 살균 효율을 높인다.
본 연구는 TiO2와 WO3의 합성을 통하여 살균 효율을 높이고자 한다. TiO2/WO3는 Ball-Mill 공정과 열처리를 거쳐 제작하였다. WO3 함량과 열처리 온도에 따른 TiO2/WO3의 표면 몰포로지, 물질 조성, 분자 진동, 흡광도 특성을 조사하기 위해 FE-SEM, HR-XRD, Raman Microscope, XPS, BET 그리고 UV-Vis/NIR Spectrometer를 사용한 분석을 진행하였다.
광촉매 화합물에서 WO3는 TiO2의 격자 내부로 유입되어 Wx-Ti1-x-O2 고용체 형태로 존재함을 확인하였다. WO3의 함량이 증가함에 따라 결정격자로부터 WO3의 입자가 용출된다. 일정 함량의 WO3은 Anatase 상의 Rutile 상으로 전이를 억제하고 광촉매 화합물의 밴드갭을 TiO2보다 감소시켜 광촉매 살균 효과를 향상시킨다. 하지만, 400 ℃ 열처리 조건에서 WO3 함량이 5 wt.%를 초과할 경우 Wx-Ti1-x-O2에서 용출된 WO3에 의해 입자의 크기가 증가하고 광촉매 활성이 떨어진다.
이러한 결과를 토대로 Ball-Mill 공정을 거친 열처리 온도에 따른 TiO2/WO3 이형 이종접합 관찰을 통해 열처리 온도와 WO3의 함량에 따른 광촉매 특성을 제시할 수 있다.1. 서론 1
1.1 연구 배경 및 목적 1
1.2 연구내용 3
2. 이론적 배경 4
2.1 광촉매 개요 4
2.1.1 광촉매 정의 4
2.1.2 광촉매 응용 5
2.1.3 광촉매 종류 8
2.2 TiO2의 특성 12
2.2.1 TiO2의 기본 특성 12
2.2.2 TiO2의 광촉매 반응 메커니즘 12
2.2.3 TiO2의 결정구조 14
2.3 WO3의 특성 20
2.4 TiO2/WO3의 합성 22
2.4.1 광촉매 합성 22
2.4.2 TiO2/WO3의 구조 24
2.4.3 TiO2/WO3의 합성 25
3. 실험 방법 27
3.1 광촉매 화합물 제작 27
3.2 TiO2/WO3의 특성 분석 및 평가 28
3.2.1 주사전자현미경에 의한 표면 몰포로지 관찰 28
3.2.2 고분해능 X-선 회절분석기에 의한 물질 조성 관찰 29
3.2.3 미소영역 라만산란분광 측정시스템에 의한 분자 진동 관찰 29
3.2.3 X선 광전자 분광기에 의한 결합상태 관찰 30
3.2.4 비표면적 분석기에 의한 혼합물 비표면적 관찰 31
3.2.5 자외선-가시광선/적외선 분광계를 통한 흡광도 및 밴드갭 관찰 31
3.3 TiO2/WO3를 이용한 Methylene blue 분해 특성 33
4. 실험 결과 및 고찰 35
4.1 열처리 온도에 따른 TiO2/WO3 특성 평가 35
4.1.1 주사전자현미경에 의한 표면 몰포로지 관찰 35 4.1.2 고분해능 X-선 회절분석에 의한 물질 조성 분석 45 4.1.3 미소영역 라만산란분광에 의한 분자 진동 관찰 52 4.1.4 X선 광전자 분광기에 의한 결합상태 관찰 55 4.2 400℃에서 열처리 진행한 TiO2/WO3 광촉매 분석 57
4.2.1 비표면적 분석기에 의한 혼합물 비표면적 관찰 57
4.2.2 자외선-가시광선/적외선 분광계를 통한 흡광도 및 밴드갭 관찰 58
4.3 TiO2/WO3를 이용한 Methylene blue 분해 평가 64
4.4 결론 68
참고 문헌 70Maste
A Case Study on the Productivity Analysis for Korean Automobile Ports
No full text자동차부두는 부두 운영 측면이나 운송 및 선적 특성 모두 전용성이 매우 강하기 때문에 그 필요성이 인정되는 한편 이러한 RoRo 방식의 자가구동화물의 특성을 고려한 자동차부두의 생산성 검증은 반드시 필요해 보인다. 하지만 컨테이너터미널이나 벌크부두 등에서 생산성 측정과 항만경쟁력 강화 요인 연구 등을 통해 하역효율이나 생산성을 향상시키려는 노력이 지속된 반면, 선적을 위한 배후부지 및 하역근로자 등 인적요소에 크게 의존하는 자동차부두의 경우에는 그 관심이 조금 부족했다고도 볼 수 있다.
본 연구는 국내 자동차부두의 생산성 사례분석을 통해 각 부두별 생산성을 비교하고 시사점을 제시하는데 목적이 있다. 이를 위하여 A부두, B부두, C부두, D부두 4개의 자동차부두를 분석 대상으로 2021년 1월부터 2022년 6월까지 기항한 모선별 투입인원, 순 작업시간, 본선하역비용, 야적장 면적 등 세부화된 실증 데이터를 활용하여 분석하였다. 자료 수집의 한계로 인해 단일요소생산성 분석으로 진행하였으며 생산성 관련 선행연구를 바탕으로 부두별 총 처리물량을 토대로 설비, 노동, 작업시간, 비용 생산성을 각각 산출·비교하여 각 부두별 시사점을 제시하였고 분기별 추이를 살펴봄으로서 향후 과제와 대응방안을 전망하였다.제 1 장 서론 1
제1절 연구 배경 및 목적 1
제2절 연구 방법 및 구성 3
제 2 장 국내 자동차부두 관련 현황 5
제1절 자동차산업 현황 5
1. 세계 자동차산업 현황 5
2. 국내 자동차산업 현황 13
제2절 자동차 부두의 개념 21
1. 자동차부두 개념 21
2. 국내 자동차부두 일반현황 26
제 3 장 선행연구 고찰 41
제1절 자동차산업 관련 선행연구 41
제2절 생산성분석 관련 선행연구 44
제3절 자동차항만 및 부두 관련 선행연구 47
제4절 선행연구와의 차별성 51
제 4 장 국내 자동차부두별 생산성 사례분석 52
제1절 분석의 개요 52
1. 분석대상 52
2. 분석방법 52
3. 분석자료 54
제2절 부두별 실태분석 56
제3절 국내 자동차부두별 생산성 분석 결과 59
1. 설비생산성 59
2. 노동생산성 60
3. 작업생산성 61
4. 비용생산성 63
제4절 국내 자동차부두별 생산성 분석 시사점 64
제 5 장 결론 69
제1절 연구 결과 요약 및 시사점 69
제2절 연구 한계점 및 향후 연구방향 71
참고문헌 72
부 록 77
국문초록 81Maste
Algebraic substructuring based eigenvalue reanalysis method for large-scale finite element models
No full textIn this paper, we propose an efficient eigenpair reanalysis method capable to solve large-scale finite element (FE) models. By applying the algebraic substructuring algorithm to the Craig-Bampton (CB) method, the resulting formulation of the reduced matrices is provided in a form of very tiny submatrix computation. And, to control the reduced matrices to more compact size while maintaining accuracy, the interface subspace reduction is applied subsequently. An automatic updating strategy is proposed, and it can give a recognition of which submatrices are revised in the new FE model. Thus, by using this algorithm, a reduced model corresponding to the new FE model is constructed very effectively. This is the core idea of the proposed method that can efficiently compute new eigenpairs, with small computation time. Several real engineering problems are considered to verify the performance of the proposed method in terms of computation time and computer memory.1. Introduction 1
2. Exact eigenpair reanalysis procedure 3
3. Combined approximation (CA) method 4
4. Proposed eigenpair reanalysis procedure 6
1) Algebraic substructuring based CB method 6
2) Interface subspace reduction 12
3) Efficient updating of revisions to the initial reduced model 16
4) Computation of new eigenpairs 23
5. Application to real engineering examples 25
1) Design revising problem for a stiffened plate 26
2) Corrosion thickness updating for a hull structure of the LNG carrier 38
6. Conclusions 51
7. References 52Maste
A Study on Effective Implementation of Ship Operational Carbon Intensity
No full text산업혁명 이후의 눈부신 경제발전과 더불어 인류의 화석연료 사용 증가로 인한 대기 중 온실가스 농도의 급격한 증가로 인하여 지구의 평균기온이 상승하고 이에 따른 기후변화 측면의 피해가 속출하고 있다. 이러한 피해를 최소화하기 위하여 유엔기후변화협약, 교토의정서 및 파리협정은 범지구적인 온실가스 저감을 위한 대책을 수립할 것을 모든 산업전반에 요구하고 있으며 국제해사기구(IMO) 관할의 국제해운분야 또한 이러한 움직임에 동참할 것을 요구받고 있다.
온실가스 저감을 위한 범지구적인 과제에 동참하기 위하여, 국제해사기구 또한 신조선에 대한 선박에너지효율설계지수(EEDI)요건, 현존선에 대한 현존선에너지효율지수(EEXI) 및 운항효율에 대한 탄소집약도(CII) 요건과 같은 해운으로부터의 온실가스 저감을 위한 다양한 조치를 개발하였으며, 파리협정에 부합하는 1.5℃ 온도목표를 달성하기 위한 중장기조치(Mid- & long-term measures)의 개발을 위한 노력을 지속하고 있다.
특히 2023년부터 발효되는 탄소집약도 요건은 2030년까지의 최소 40% 저감이라는 IMO 초기전략에 따른 것으로서 이는 개별선박들의 재화중량톤수와 운항거리를 곱한 값으로 대변되는 대체운송업무량 당 평균 이산화탄소 배출량을 의미한다. 관련 계산공식에 따라 산출된 탄소집약도는 2019년 IMO DCS database에 근거하여 개발된 각 선종의 기준선과 비교하여 A에서 E까지의 운항효율 등급이 개별선박들에게 주어진다.
실제 연료소모량 및 대체운송업무량을 활용하는 탄소집약도는 선박의 설계사양을 활용한 EEDI 요건과 비교하여 적용상세가 차별화되어 있다. 이는 악천후, 화주와의 계약상세, 항만혼잡도에 따른 앵커링과 대기시간, 화물의 온도와 압력을 제어하기 위한 추가 연료소모량 등 선주 및 선박운항자의 조치가 불가능한 외적인 요인을 다수 포함하고 있기 때문이다.
또한 계산된 탄소집약도의 수치에 부합하는 등급은 개별선박의 운항효율을 평가할 수 있는 주요 인자가 될 것이므로 시장경제 논리에 따라 화주들의 선택을 받지 못하는 선박들은 자연스럽게 해운시장에서 퇴출될 수 있는 불확실성을 지니고 있는 규범이다.
따라서 본 연구에서는 탄소집약도 요건의 적용 및 산업계 파급효과를 분석하기 위하여, 유럽항만으로 입출항하는 선박들의 운항데이터를 제공하는 EU MRV 자료를 활용하여 2019년에서 2021년까지 3년간의 개별선박 탄소집약도를 계산하고 등급의 추이를 분석하였다. 또한 탄소집약도 요건이 각 선종들에게 미치는 영향을 파악하기 위하여 벌크선, 탱커선 및 컨테이너선 등과 같은 개별 선종의 탄소집약도 계산 및 등급 추이를 상세히 분석하였다.
이에 추가하여 선박의 고정값 재화중량톤수를 활용하는 현행의 탄소집약도 요건의 합리성을 분석하기 위한 목적으로 EU MRV의 관련 데이터를 역산하는 방식으로 산출된 실제 운송화물량에 근거한 탄소집약도 및 이 수치들의 차이를 추가로 분석하였으며 탄소집약도 요건의 보다 직관적이고 일관된 이행을 위한 IMO로의 권고사항 또한 제시하였다.Ⅰ 서 론 1
1. 연구 배경 1
2. 연구 목적 7
3. 연구의 범위 및 방법 10
Ⅱ 선박기인 온실가스 규제를 위한 IMO 규제 개발 현황 13
1. 국제해사기구(IMO) 및 UN기후변화협약(UNFCCC) 13
2. IMO GHG Study 17
3. 신조선의 에너지효율 설계지수(EEDI) 및 IMO DCS의 시작 19
4. 선박으로부터의 온실가스 감축조치 개발 22
5. 국제해운의 탄소집약도를 줄이기 위한 단기조치 25
6. IMO 온실가스 저감을 위한 중장기 조치 28
Ⅲ 선박운항 탄소집약도 요건의 개발배경 및 적용상세 32
1. 선박운항 탄소집약도 지표 및 산정 32
2. 선박운항 탄소집약도 기준선(reference line) 36
3. 기준선 대비 선박운항 탄소집약도 감축계수 55
4. 선박운항 탄소집약도 등급 66
5. 선박운항 탄소집약도의 항차조정 및 보정계수 70
5.1 항차조정 73
5.2 셔틀탱커 및 선박 대 선박 간 운항에 종사하는 탱커선의 보정계수 74
5.2.1 DPS기능이 장착된 셔틀탱커 74
5.2.2 선박 대 선박 간 운항에 종사하는 탱커선 76
5.3 선내 전력생산에 관련된 보정계수 79
5.3.1 냉동컨테이너에 사용되는 연료소모량 79
5.3.2 LNG 및 LPG Carrier의 화물 냉각/재액화에 사용되는 전력에 상응하는 연료소모량 83
5.3.3 유조선의 화물이송 펌프에 사용되는 전력에 상응하는 연료소모량 85
5.4 보일러 연료 소모량에 관련된 보정계수 87
5.5 기타 연료소모량에 관련된 보정계수 90
5.6 EEDI 및 EEXI 보정계수 91
5.6.1 대빙선박(ice-class) 용량 보정계수 91
5.6.2 IA-Super 및 IA 등급의 대빙선박 보정계수 93
5.6.3 케미칼 탱커 입방용량 보정계수 94
5.6.4 자발적 선체강도 보강선박 보정계수 95
5.7 탄소집약도 보정계수 적용상의 특이점 96
5.8 탄소집약도 기준선의 분리/추가 및 dd vector값의 수정 97
5.8.1 Ro-Ro 화물선의 지표단위 변경 97
5.8.2 Ro-Ro 차량운반선의 크기에 따른 기준선 분리 98
5.8.3 고속선의 기준선 신설 101
5.8.4 탄소집약도 산정에 활용되는 dd vector 값의 수정 103
Ⅳ 표본 선박들에 대한 탄소집약도 계산 및 등급산정 105
1. EU MRV에 따른 선종별 탄소집약도 계산 등급산정 분석 107
2. 2030년까지의 탄소집약도 등급추이 분석 128
3. 실제 화물운송량 데이터에 근거한 탄소집약도 산출 비교 138
Ⅴ 결론 146
참고문헌 150Maste
A study on the Determinants of the required returns on ship sale-and-leaseback transactions
No full textThis study investigates the determinants of the rate of returns on ship sale-and-leaseback (SLB) transactions. Since 1990s, there has been an unfolding phenomenon that shipping companies try to diversify the funding sources, a gradual shift from the heavy dependence on debt financing from banks. Amid the credit crunch when the vast majority of shipping banks withdrew or reduced their exposure to the shipping industry after the financial turmoil of 2008, a growing deal of attention has been paid to other emerging funding sources such as private equity, leasing and financing from state-backed institutions, to name a few. Among the potential financing vehicles, this study pays particular attention to the SLB, a special type of alternative financing in which a ship is sold and leased back to the previous owner. Considering the cash flows from the transaction, an SLB is equivalent to asset-backed lending. In this regard, this study examines what factors affect the rate of return on an SLB. To this end, a dataset of 62 SLB transactions commenced during 2017-2022 is collected and analyzed. Empirical analysis reports that the returns on SLB are, by and large, negatively associated with profitability and time-charter policy. The findings in this study offer valuable implications for the cost of capital, credit risk determinants and financing structure of shipping companies.제 1 장 서론 1
제1절 연구의 배경 1
제2절 연구의 목적과 필요성 5
제3절 연구의 방법과 구성 6
제 2 장 해운산업 및 선박금융 현황 8
제1절 해운산업의 중요성 및 특성 8
1. 해운산업의 중요성 8
2. 해운산업의 특성 9
제2절 선박금융 현황 12
1. 선박금융의 개요 12
2. 글로벌 선박금융 현황 14
3. 세일앤리스백 거래의 개요 및 구조 15
제 3 장 선행연구 분석 18
제1절 중고선 거래가격 결정요인 18
1. 시장 수요-공급요인 분석 18
2. 시계열모델 분석 19
3. 행동경제학적 분석 21
4. 선박특성 분석 22
제2절 세일앤리스백 관련 연구 23
1. 세일앤리스백 거래동기 23
2. 세일앤리스백의 기업가치 증대효과 25
3. 세일앤리스백 거래 프리미엄 27
제3절 선박 세일앤리스백 관련 연구 29
제4절 선박금융 수익률 결정요인에 관한 연구 30
1. 선박금융 파산확률의 측정에 관한 연구 30
2. 선박금융 승인 결정요인에 관한 연구 31
3. 선박금융 신용가산금리에 관한 연구 32
제 4 장 연구의 설계 및 연구방법 34
제1절 연구의 설계 34
1. 변수의 설정 34
2. 표본의 구성 37
3. 자료의 요약 39
제2절 연구모형 및 방법 43
제 5 장 실증분석 44
제1절 단순 회귀분석 결과 44
1. 재무비율에 대한 단순 회귀분석 결과 44
2. 기업특성에 대한 단순 회귀분석 결과 51
3. 선박특성에 대한 단순 회귀분석 결과 53
4. 해운산업 지표에 대한 단순 회귀분석 결과 55
5. 리스크 프리미엄의 단순 회귀분석 결과 57
6. 소결 59
제2절 다중 회귀분석 결과 60
제 6 장 결 론 64
제1절 연구의 의의 및 요약 64
제2절 연구의 시사점 66
제3절 연구의 한계 및 향후 연구과제 67
참 고 문 헌 68
국 문 초 록 78Docto
Fundamental Study on the 3-layer Weldability of Al-Cu Dissimilar Materials using Dual Beam Laser
No full text현대 사회의 큰 문제점 중 하나인 기후변화를 막기 위해 전 세계적으로 온실가스의 배출을 줄이고자 노력하고 있다. 특히 자동차 산업에서는 내연 기관에서 전기차로의 전환을 준비하고 있다. 전기차의 핵심 부품인 배터리에 대한 연구도 활발히 진행되고 있다. 배터리 모듈은 수 많은 셀을 연결하여 요구하는 전압과 용량을 충족시킨다. 배터리 셀의 양 극은 각각 구리와 알루미늄으로 구성되어 이종 재료의 접합이 필요하다. 이를 접합하는 방법으로 레이저 용접이 적용되었다. 알루미늄과 구리는 소재의 특성 상 레이저 빔을 흡수하는 비율이 낮고, 용융 상태에서의 거동이 불안정하여 용접에 어려움이 있다. 이를 극복하기 위해 본 연구에서는 빔 직경이 작은 고밀도의 에너지를 갖는 레이저 빔뿐만 아니라 스패터 및 용융 풀의 안정성을 위해 듀얼 빔 레이저 모드를 적용하여 실험하였다.
본 연구에서는 구리와 알루미늄의 이종 재료 용접시 스패터 생성 및 금속간 화합물의 성장을 억제를 통한 기계적 전기적 특성을 개선하기 위한 연구가 진행되었다. 먼저, 듀얼 빔모드에서 코어빔과 링빔의 비율을 80%로 선정하고, 용접 속도와 출력 조건을 변경하며 입열량의 차이에 따른 실험을 진행하였다. 실험 결과를 바탕으로 직선 용접과 워블링 용접을 비교하였다. 이를 통해 전단 인장시험을 실시하여 모재 두께 보다 좁은 비드 폭을 얻은 직선 1회 용접을 통해 얻어진 좁은 비드폭의 용접에서는 계면 파단이 발생하는 것을 확인하였다. 비드폭을 개선한 워블링 용접 조건에서는 모재 파단을 유도할 수 있었으며, 높은 인장강도 값을 얻기 위해서는 용입깊이보다 비드폭의 영향이 큰 것을 확인하였다. 또한 경도 값은 일정 용접 속도 이상에서 유사한 분포를 보였고, 용접 속도가 매우 빠름에도 불구하고 높은 경도 값을 보이는 구간이 존재하였으며, 금속간화합물의 생성을 확인하였다. 따라서 용접 속도가 빠름에도 금속간화합물의 생성을 억제하는 데 한계가 있었다. 워블링 용접으로 레이저 빔이 중첩되는 경우 조직의 경도값이 상승하는 것을 확인하였다. 용융 금속의 단면을 SEM을 통해 관찰하고 EDS분석을 통해 성분을 확인하였다. 수지상 및 공정 구조의 형태로 존재하는 미세 조직의 성분을 분석하고 경도 측정을 통해 금속간화합물의 존재를 확인하였다. 금속간화합물의 분포는 일정하지 않았으나 주로 이종 재료의 경계면과 용융 금속의 최하단에 위치하였다.
재료의 겹침 구성이 증가함에 따라 용융 용접 시 요구되는 에너지가 상승하여 금속간화합물의 생성을 억제하는 데 어려움이 있었다. 본 연구를 통해 직선 및 워블링 용접에서 모재 파단을 유도하는 용접 조건을 얻었으나, 금속간화합물의 생성을 확인하였다. 따라서 금속간화합물의 생성을 억제하는 데 한계가 있었으나, 기계적 특성을 개선하는 데 워블링 용접이 효과적임을 확인하였다
이상의 연구 결과는 이종 재료의 3겹 겹침 레이저 용접의 기초 연구로 향후 배터리 모듈 접합 기술의 중요한 자료로써 활용될 수 있을 것으로 기대된다.1. 서론 1
1.1 연구 배경 1
1.2 연구 목적 4
2. 이론적 배경 7
2.1 배터리 부품에서의 Al-Cu의 역할 7
2.2 이종 소재의 접합 방법 11
2.2.1 기계적 체결 방법 11
2.2.2 마찰교반 용접(FSW)의 특성 13
2.2.3 초음파 용접의 특성 15
2.2.4 레이저 용접의 특성 17
2.3 이종 소재의 레이저 용접 기술 20
2.3.1 이종 소재의 레이저 용접 기술 동향 20
2.3.2 듀얼 빔 레이저 23
2.3.3 그린 레이저 28
2.4 이종 소재의 접합 방법 30
2.4.1 금속간화합물의 형성 억제 방법 30
2.4.2 레이저 용접 품질 문제 33
3. 실험 장치 및 방법 39
3.1 실험 재료 및 장치 39
3.2 실험 및 분석 방법 45
4. 실험결과 및 고찰 52
4.1 이종 소재의 레이저 용접 기초 실험 53
4.1.1 듀얼 빔 레이저를 활용한 용접 조건 실험 53
4.1.2 레이저 용접 출력 및 속도에 따른 기초 실험 61
4.1.3 워블링 조건 적용 실험 70
4.2 용접부의 기계적 특성 분석 77
4.2.1 직선 용접시의 전단 인장강도 분석 77
4.2.2 워블링 용접시의 전단 인장강도 분석 83
4.2.3 전단 인장강도 시험 파단 모드 분석 86
4.2.4 용접부의 경도 분석 96
4.3 용접부의 미세조직 분석 105
4.3.1 직선 용접시의 미세조직 분석 105
4.3.2 워블링 용접시의 미세조직 분석 112
4.3.3 파단에 의한 균열 조직 114
4.3.4 용접부의 성분 분석 116
4.4 고찰 123
4.4.1 용접 형상에 따른 미세조직 특성 비교 123
4.4.2 기계적 특성에 영향을 미치는 요인 126
4.4.3 산업적인 측면에서의 고찰 127
5. 결론 128
6. 참고 문헌 131Maste
Substitution effect of fish meal with meat meal in diet on growth performance, feed consumption, feed utilization, chemical composition, hematology, and innate immune responses of rockfish (Sebastes schleheli)
No full textFish meal (FM) is widely used as a main protein source in formulated feed for marine fish culture. However, the production of FM has shrunk or plateaued due to the overfishing and climate change in the wild. Meat meal (MM) is known as a good replacer for FM in fish feeds. Dietary replacement effect of MM for FM on
the growth, feed consumption, feed utilization, body composition, hematology, and innate immune responses of rockfish was determined. A total of 630 fish (initial weight of 2.3 g) was randomly distributed into 21, 50 L flow-through tanks (30 fish/tank). Seven experimental diets were formulated. The control (MM0) diet
contained 55% FM. Then, 10, 20, 40, 60, 80, and 100% FM in the MM0 diet were replaced with MM, referred to as the MM10, MM20, MM40, MM60, MM80, and MM100 diets, respectively. All experimental diets were allocated to triplicate groups of fish. Fish were hand-fed to visual satiation twice a day for 8 weeks.
Increased substitution of FM with MM in diets resulted in decreased essential amino acids (EAA), such as lysine and threonine and the sum n–3 highly unsaturated fatty acids, but increased EAA, such as arginine and methionine, and the sums of saturated and monoene FA. Weight gain (9.8 g/fish) of fish fed the MM10 diet was significantly (P < 0.003) greater than that (8.8, 8.9, 8.2, and 7.9 g/fish, respectively) of fish fed the MM0, MM60, MM80, and MM100 diets. Specific growth rate (SGR) (2.93%/day) of fish fed the MM10 diet was
significantly (P < 0.004) higher than that (2.79, 2.69, and 2.64%/day, respectively) of fish fed the MM0, MM80, and MM100 diets. Weight gain and SGR of fish fed the MM100 diet were (P < 0.05) significantly lower than those of fish fed the MM0 diet. Feed consumption (9.34 g/fish) of fish fed the MM10 diet was
significantly (P 0.05) different among the experimental diets. The chemical composition, and AA and FA profiles
of the whole-body fish were not influenced by the experimental diets. In conclusion, dietary substitution FM up to 80% with MM can be made without deteriorating growth performance of rockfish. However, the optimum substitution level of FM with MM in diets were estimated to be 18.5 and 18.2% based on
regression analysis of weight gain and SGR of rockfish, respectively.1. Introduction 1
2. Materials and Methods 4
2.1. Preparation of the experimental fish and conditions 4
2.2. Preparation of MM and experimental diets 4
2.3. Measurement of the growth of rockfish 7
2.4. Analysis of the chemical composition of the experimental diets and whole body of fish 8
2.5. Analysis of AA and FA profiles of the experimental diets and fish 8
2.6. Hematological parameters of fish 9
2.7. Analysis of innate immune responses of fish 10
2.8. Statistical analysis 10
3. Results 12
3.1. AA and FA profiles of experimental diets 12
3.2. Performance of rockfish at the end of the 8-week feeding trial 16
3.3. Biological indices of rockfish in the 8-week feeding trial 23
3.4. Chemical composition of the whole-body rockfish at the end of the 8-week feeding trial 25
3.5. Plasma parameters of rockfish in the 8-week feeding trial 27
3.6. Innate immune responses of rockfish in the 8-week feeding trial 29
3.7. AA and FA profiles of the whole body of rockfish in the 8-week feeding trial 31
4. Discussion 35
5. Conclusion 43
References 44Maste
A Study on the Prioritization of Decision-Making Factors in the Alternative Fuel for Eco-Friendly Ships
No full text기후환경 변화 위기를 극복하기 위해 IMO(International Marine Organization, 국제해사기구)는 오염물질을 감축하기 위한 해양환경규제를 강화하고 있다. 2020년부터 선박연료 배출가스의 황 함유량을 3.5%에서 0.5% 이하로 낮추는 규제를 발효하였으며, 2050년까지 전세계 선박의 온실가스 배출량을 2008년 대비 50% 감축하는 것을 목표로 설정하였다. 이 목표를 달성하기 위해 IMO는 신조선박에만 적용하던 에너지효율설계지수(EEDI)를 기존 선박에도 확대하여 현존선 에너지효율지수(EEXI)와 탄소집약도 지수(CII) 도입을 통해 선박의 온실가스 배출을 줄이고자 한다.
해운업계는 환경규제에 대응하기 위해 선박 대형화, 선형 및 추진장치 효율화와 같은 기술적 조치와 저속운항 등 운항적 조치를 시행하고 있다. 하지만 환경규제가 갈수록 강화됨에 따라 이러한 조치만으로는 더 이상의 선박 온실가스 저감은 기대하기 어렵다. 연료 및 추진시스템의 근본적인 변환 없이는 단위 선박당 20% 이상의 탄소배출을 줄이기 어려운 상황으로, 친환경 대체연료를 사용하는 친환경선박의 도입이 필요하다. 기존 선박연료유를 대체하기 위한 친환경 선박연료로는 LNG, 바이오연료, 메탄올, 암모니아, 수소 등 다양한 친환경 연료 및 에너지가 존재하고 있으며, 연료의 특성에 따라 장단점이 있다. 대체연료 도입을 위해서는 다양한 연료추진 기술개발을 지속하고 환경성, 경제성, 안전성, 기술개발 수준 등을 고려한 전략적인 선택과 집중이 필요하다.
본 연구에서는 AHP(Analytic Hierarchy Process, 계층분석과정) 기법을 활용하여 관련분야 전문가 집단의 설문조사를 통해 친환경선박 대체연료 전환시 의사결정 요인의 우선순위를 선정하고자 하였다.
연구 결과, 주요평가항목의 중요도는 경제성, 환경성, 적용성, 용이성 순으로 평가되었으며, 세부평가요인의 종합중요도 평가에서는 운항비가 가장 중요도가 높았으며, 이어서 온실가스저감, 대기오염물질저감, 자본비, 기술성숙도 순으로 나타났다.
소속분야별 세부평가요인의 중요도를 분석한 결과, 해운업은 운항비, 자본비, 인프라 수준 순으로 중요하다고 평가하였으며, 조선업과 기타 소속분야는 동일하게 온실가스저감, 운항비, 대기오염물질 저감이 중요하다고 평가하여 소속분야별로 중요도를 다르게 평가한다는 것을 확인하였다.
친환경선박 대체연료 전환시 의사결정 요인의 우선순위를 선정하고, 이를 반영하여 대체연료의 우선순위를 평가한 결과, 현 시점의 시장현황과 기술개발 단계에서는 메탄올이 가장 높은 우선순위를 보였다.
환경규제를 준수하면서 경제성이 있는 대체연료를 개발하기 위해 세계 선도 기술 확보가 필요하며, 이를 위한 국가 차원의 연구개발 집중 및 정부의 적극적인 지원책이 필요할 것으로 보인다.제 1 장 서 론 1
제1절 연구의 배경 및 목적 1
제2절 연구의 방법 및 구성 3
제 2 장 이론적 고찰 4
제1절 해양환경규제 4
Ⅰ. IMO 해양환경규제 현황 4
Ⅱ. 국내 해양 환경규제 현황 17
Ⅲ. 환경규제 대응 현황 19
제2절 친환경선박 대체연료 24
Ⅰ. 친환경선박 24
Ⅱ. 친환경선박 대체연료 27
Ⅲ. 대체연료 전과정 평가(LCA, Life Cycle Assessment) 41
제3절 친환경선박 대체연료에 대한 선행연구 44
제 3 장 AHP 방법 및 모형설계 47
제1절 AHP의 개념 47
제2절 AHP 분석 및 절차 47
제3절 평가요인 도출 50
Ⅰ. 경제성 요인 51
Ⅱ. 환경성 요인 51
Ⅲ. 용이성 요인 51
Ⅳ. 적용성 요인 52
Ⅴ. 대체안 평가 52
Ⅵ. 계층분석 구조의 설정 53
제4절 설문조사 대상자 선정과 응답결과 54
Ⅰ. 설문개요 54
Ⅱ. 설문조사 대상자 선정 55
Ⅲ. 설문 응답 결과 55
제 4 장 AHP 분석결과 57
제1절 전체 응답 분석 결과 57
Ⅰ. 주요평가 항목의 중요도 분석 57
Ⅱ. 세부평가 요인의 중요도 분석 58
Ⅲ. 세부평가 요인의 종합중요도 평가 60
제2절 소속분야별 응답 분석 결과 61
Ⅰ. 주요평가 항목의 중요도 분석 61
Ⅱ. 세부평가 요인의 중요도 분석 63
Ⅲ. 세부평가 요인의 종합중요도 평가 64
제3절 대체연료 우선순위 평가 65
제 5 장 결 론 69
제1절 연구의 요약 및 의의 69
제2절 연구의 한계 및 향후 연구과제 72Maste