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A Study on the Deposition and Mechanical Properties of Porous Aluminum Fabricated by Directed Energy Deposition
No full textThis study focuses on the manufacturing of porous materials using the directed energy deposition (DED) process which is one of the 3D printing techniques. A deposited aluminum foam was manufactured by mixing AlSi10Mg and a foaming agent ZrH2. The foaming properties, microstructure, compression behavior, and wear properties were comparatively analysed. As a result of the experiment, the foaming agent forms pores inside the deposited material through a chemical reaction; and the intermetallic compound Al3Zr is generated through a reaction with aluminum powder. It was confirmed that Kirkendall void was created by diffusion of Al3Zr along with pore generation according to the foaming agent. In addition, when a high content of ZrH2 is used, the thickness of the oxide film increases, resulting in defects at the interface. Meanwhile, the effect on the porosity, the number of pores, the size of the pores, and the deposition height according to laser power, which are representative process variables, was analyzed. As a result, a aluminum foam with a maximum porosity of 28.73% at a laser power of 1100 W could be manufactured. During deposition, it contributes to stabilization of foam by forming oxides by metal elements contained in the alloy. When ZrH2 is alloyed with aluminum, the protective properties of the oxide film increase, which affects the oxidation activity. Therefore, it was found that the porosity and pore size were high because relatively many oxides stabilized the pore growth. The Zr particles inside the deposited region show high hardness because they are embrittled by hydrogen, nitrogen, and oxygen. As a result, even though pores were generated inside the deposited material, the hardness of the foam-deposited material did not decrease compared to the non-porous material. The compression test of non-porous and porous materials showed that the porous structure made by the pores generated therein collapses to absorb compression energy and become more dense as the internal pores are removed. Therefore, the specific energy absorption rate, which is an advantage of foaming materials, was high. Due to porosity, the yield stress decreased, but the elastic modulus increased by the residual particles. The Al/Zr system was highly wet and the intermetallic compounds were uniformly dispersed. As a result the wear test, the amount of weight loss is smaller than that of non-porous materials as wear debris accumulates and compresses in the pores.1. 서 론 1
1.1 연구배경 1
1.2 국내·외 연구 동향 4
1.3 연구 목적 6
2. 발포 적층 실험 및 발포 특성 분석 8
2.1 직접 에너지 적층 공정 8
2.2 실험장비 및 재료 10
2.3 기초실험 14
2.4 발포 적층 실험 20
2.4.1 적층 특성 분석 20
2.4.2 발포 특성 분석 28
3. 발포 적층 샘플의 미세 구조 분석 34
3.1 성분 분석 34
3.2 미세 구조 분석 41
4. 발포 적층 샘플의 기계적 특성 50
4.1 경도 시험 50
4.1.1 실험 준비 및 방법 50
4.1.2 실험 결과 및 분석 51
4.2 압축 시험 56
4.2.1 실험 준비 및 방법 56
4.2.2 실험 결과 및 분석 57
4.3 마모 시험 67
4.3.1 실험 준비 및 방법 67
4.3.2 실험 결과 및 분석 49
5. 결론 및 향후 계획 88
참 고 문 헌 90Maste
A Study on the Derivation of Port Safety Risk Factors by using Text Mining
No full text현재 국제사회는 다양한 예기치 못한 상황들로 위험을 맞이하고 있다. 코로나19의 확산, 러-우 전쟁 등은 글로벌 불확실성을 이끌고 있다. 이러한 상황 속에서 항만물류산업은 국제무역의 활성화로 세계적인 의존도가 높아지고 있다. 항만물류산업은 항만 자체에서 발생하는 내부적 위험요인과 사회경제적으로 발생하는 다양한 대외적 위험요인과 같이 다양한 잠재적 위험요인들이 존재한다. 항만 내 재해사고들의 지속적인 발생, 글로벌 물류대란 등은 항만을 지속적으로 위험에 노출시키고 있다. 항만에서는 다양한 중대 안전사고 발생 위험성이 항상 존재하고 있으므로 발생 가능한 항만안전의 위험성에 대해 각별한 노력과 관심을 기울여야 한다. 이를 위해서는 항만안전 위험요인에 대한 정밀한 파악이 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 온라인상의 텍스트 빅데이터를 활용하여 새로운 연구적 접근을 통해 항만안전을 위협하는 원인과 그에 영향을 미치는 원인 및 배경들을 알아보고자 하였다. 결과적으로, 사회적 관점에서는 환경적, 자연적, 기계적 요인이 항만안전 위험요인으로 두드러지게 나타났으며 전문가 관점에서는 대부분의 항만안전 위험요인이 나타났고 특히, 보안적요인과 인적요인이 두드러지게 나타났다. 이를 통해, 글로벌 불확실성에 대비한 항만안전 회복탄력성 강화를 위한 대책의 필요성을 도출하였고 항만물류산업에 대한 국민들의 의식개선을 통해 항만안전문화 확산과 안전문화를 가진 성숙된 항만으로써 발전 필요성을 도출하였다. 이뿐만 아니라, 항만물류산업의 안전성과 관련한 정량적 지수 개발 등 공학적 접근을 통해 항만안전관리에 직접적인 영향을 줄 수 있는 고도화된 연구 수행의 필요성을 도출하였다.제 1 장 서론 1
제 1 절 연구 배경 및 목적 1
제 2 절 연구방법 및 구성 4
제 2 장 이론적 배경 및 선행연구 고찰 6
제 1 절 항만안전 위험성 6
1. 항만안전 위험성 개요 6
2. 국내항만 안전사고 현황 및 사례 7
3. 항만안전 위험요인 관련 선행연구 11
제 2 절 빅데이터 개요 및 분석기법 27
1. 빅데이터 개요 27
2. 빅데이터 분석기법 29
3. 빅데이터 관련 선행연구 35
제 3 절 선행연구와의 차별성 43
제 3 장 연구설계 및 연구방법 45
제 1 절 데이터 수집방법 45
1. 분석 데이터 45
2. 데이터 수집 47
3. 데이터 전처리 51
제 2 절 데이터 분석방법 57
1. 텍스트 마이닝 57
제 3 절 연구모형 60
제 4 장 분석 결과 62
제 1 절 키워드 분석 결과 62
1. 뉴스 기사 데이터 62
2. 국내 학술지 초록 데이터 71
제 2 절 토픽모델링 결과 77
1. 뉴스 기사 데이터 77
2. 국내 학술지 초록 데이터 82
제 3 절 종합 분석 결과 88
제 5 장 결 론 94
제 1 절 연구결과 요약 및 시사점 94
제 2 절 연구 한계점 및 향후과제 97
98
104
108Maste
Design of 2 DOF PI Controllers for LPT speed control of Warship’s MT3040 Engine
No full text가스터빈 엔진은 왕복동 피스톤 엔진에 비해 단위 부피당 출력이 높고, 작은 진동, 빠른 가·감속 등의 여러 장점으로 인해 산업용으로 처음 실용화된 후 기술 발전과 더불어 항공용 및 해상용으로 적용 범위가 지속적으로 확대되고 다양해지고 있다.
함정에 적용된 가스터빈 엔진은 다양한 운용환경에서 안정적으로 성능을 유지해야 하며, 이를 위해서는 엔진의 특성을 반영한 정확한 모델링과 제어기 설계가 필요하다. 그리고 산업현장 전반에서 사용 중인 PID 제어기는 많은 장점에도 불구하고, 명령값 추종과 외란 제거 성능을 동시에 충족하고 안정성까지 확보하기에는 한계가 있다.
이에 본 논문에서는 함정추진용 MT3040 엔진을 대상으로 외란 제거 성능에 중점을 두고, 정상상태의 명령값 추종 성능을 확보할 수 있는 IMC 기반 2 DOF PI 제어기 설계를 제안한다.
MT3040 엔진은 엔진 조립체와 연료계량장치로 세분화하여 3개의 운전영역에 대해 3차로 모델링하고, PI 제어기 설계를 위해 유도된 3차 모델을 FOPTD로 간략화한다. 가스터빈 엔진의 고유 특성인 이득, 시정수, 시간 지연의 값들은 함정 운전 자료를 활용하여 모델의 파라미터를 선정한다.
2DOF PI 제어기는 명령값 추종 성능에서 오버슈트를 줄이기 위한 명령값 필터와 외란을 제거하는 PI 제어기로 구성되며, IMC 원리를 활용하여 외란 제거 성능에 중점을 두고 설계된다.
외란 제거를 위한 PI 제어기 설계는 폐루프 제어시스템에서 엔진 플랜트에 대한 모델을 유도하고, 그 역과 제어기의 각 항을 일치시켜 제어기의 세 가지 파라미터를 얻을 수 있다.
FOPTD 모델의 시간 지연 항을 Taylor 급수를 사용하여 근사화하면, PI 제어기의 유일한 조종변수는 필터 시정수가 되는데, 이 값은 외란 제거 성능에 중점을 두고 정한다. 그리고 명령값 추종 성능에서 발생하는 오버슈트를 줄이기 위한 명령값 필터의 가중치는 수많은 시행착오를 거쳐 정한다.
설계된 2 DOF PI 제어기는 근사화하지 않은 실제 엔진에 적용하여 시뮬레이션을 시행하고, 기존의 여러 설계 방법의 결과와 비교하여 성능의 실효성과 강인성을 검증한다. 그리고 감도 함수의 최대값 를 통해 제어기의 안정성 확보 여부를 확인한다.제 1 장 서 론 1
1.1 연구 배경 1
1.2 연구 내용과 구성 3
제 2 장 비교대상 PID 제어기 5
2.1 PID 제어기 구조 5
2.2 비교대상 PID 제어기 7
제 3 장 MT3040 엔진 플랜트의 모델링 11
3.1 MT3040 엔진의 구성 11
3.1.1 엔진 조립체 12
3.1.2 엔진제어시스템 13
3.2 엔진 플랜트 모델링 18
3.2.1 엔진 조립체 18
3.2.2 연료계량장치 27
3.2.3 엔진 플랜트 30
제 4 장 2 자유도 PI 제어기 설계 33
4.1 제안하는 2 자유도 PI 제어기 33
4.1.1 IMC 기반 PI 제어기 33
4.1.2 명령값 필터 40
4.2 엔진 플랜트의 FOPTD 모델 파라미터 탐색 43
4.3 제안하는 2 자유도 PI 제어기의 파라미터 동조 47
4.3.1 FOPTD 모델 47
4.3.2 FOPTD 모델 48
4.3.3 FOPTD 모델 50
4.4 성능 및 안정성 평가지수 51
4.4.1 적분 오차 평가지수 51
4.4.2 과도 응답 평가지수 52
4.4.3 안정성 평가지수 53
제 5 장 시뮬레이션 및 고찰 54
5.1 엔진 플랜트 55
5.1.1 공칭 프로세스 55
5.1.2 정상이득() 불확실성 프로세스 58
5.1.3 시간 지연() 불확실성 프로세스 61
5.1.4 시정수() 불확실성 프로세스 64
5.1.5 모델 파라미터 변동에 따른 성능 변화 67
5.2 엔진 플랜트 68
5.2.1 공칭 프로세스 68
5.2.2 정상이득() 불확실성 프로세스 71
5.2.3 시간 지연() 불확실성 프로세스 74
5.2.4 시정수() 불확실성 프로세스 77
5.2.5 모델 파라미터 변동에 따른 성능 변화 80
5.3 엔진 플랜트 81
5.3.1 공칭 프로세스 81
5.3.2 정상이득() 불확실성 프로세스 84
5.3.3 시간 지연() 불확실성 프로세스 87
5.3.4 시정수() 불확실성 프로세스 90
5.3.5 모델 파라미터 변동에 따른 성능 변화 93
제 6 장 결 론 94
참고문헌 96
국문초록 102Docto
비전 트랜스포머를 사용한 관심 물체 깊이 맵 측정 방법
No full textTechniques for estimating depth map from monocular images have long been studied. The depth maps are important to understand geometric relationships within the scene which can be used for object detection, 3D modeling, augmented reality and can potentially be inferred when obscuration occurs between objects. The estimation of the depth of an object is a key part of the field of computer vision and it is essential for numerous applications. Research on searching for image-level information and hierarchical characteristics has steadily been conducted using deep-learning. However, these methods have limitations in measuring depth and detecting forward objects at night and in shadowed environments.
In this paper, we propose a new method to overcome these limitations. The proposed method uses Vision Transformer (ViT) to automatically focus objects in images and measure depth maps through three different new modules: First, as Reconstitution module, the representation of the image is reconstructed, and Fusion module fuses and upsamples represented it for more detailed prediction. This can reduce the loss generated in the process of generating the depth map. In addition, it was confirmed through experiments that a cleaner and more accurate depth map was created by fine-tuning it by patch unit. This can be used in various environments and it has shown excellent results through quantitative and qualitative evaluation.1. Introduction 1
2. Related works 3
1) RiDAR 3
2) Stereo matching algorithm 3
3) Vision Transformer 5
3. Estimating depth map of focus object 7
1) Image correction 9
1.1) Retinex 9
1.2) Image feature extraction 10
1.3) Improver 12
2) Object depth estimation 13
2.1) Generating a depth map 13
2.2) SSIM loss 16
4. Experiment and Discussion 18
1) Correction image 19
2) Depth map 21
3) Quantitative analysis 32
5. Conclusion 34
References 35Maste
불법․비보고․비규제(IUU) 어업 규범과 수산물 무역에 관한 연구
No full text수산자원에 미치는 부정적 영향의 심각성과 수산자원 보존·관리 노력을 약화시키는 불법·비보고·비규제(IUU) 어업을 예방하기 위한 노력이 강화되는 추세이다. FAO는 IUU 국제행동계획을 마련하고, 구속력있는 규범으로 항만국조치를 마련하였다. 미국과 EU는 FAO의 IUU 국제행동계획에 기초하여 IUU 어업 수산물로부터 자국 수산업을 보호하기 위해 무역규제를 마련하였다. IUU 어업에 대한 무역규제가 수산물 무역의 비관세조치로 작용되고 있으나 수산물 무역에 미치는 영향에 대한 연구는 많이 이뤄지지 않았다. 이러한 관점에서 본 연구는 IUU 어업 규범 이해를 바탕으로 수산물 무역에서 IUU 어업 규제의 영향을 실증하고, 효과적 대응 방안을 마련하는 것을 목적으로 한다.
IUU 어업 규제와 수산물 수출사이의 관계를 실증하기 위해 한국의 20개 수출대상국에 대한 2007년~2020년 수출 자료를 이용하여 중력모형을 활용한 패널회귀분석을 실시하였다. 분석 결과, IUU 법제가 마련된 국가에 대해 한국의 수산물 수출이 감소하였다. 한국과 FTA를 체결하였지만 FTA 협정문에서 환경 조항이 많이 포함될수록 수산물 수출이 감소하였다. 이러한 영향은 원물 수산물보다는 부가가치가 높은 해조류와 가공수산물에 미치는 영향이 더 컸다. 그러나 미국 또는 EU의 IUU 목록에 등재된 사실만으로는 한국의 수산물 수출에 영향을 미친다고는 보기 힘들다.
미국과 EU의 사례 분석을 통해 IUU 어업을 효과적으로 통제하기 위해서는 IUU 어업 규제 확립이 필요함을 도출하였다. IUU 어업 규제 결정 과정에서 수산업의 정치·경제적 요인들의 역할을 실증하기 위해 본 연구는 OECD 36개국의 2006년 ~2020년 수입 자료를 이용하였으며 이항반응모형을 기본으로 한 프로빗 분석을 실시하였다. 수산물 수입과 지역무역협정 체결을 통한 시장개방이 높아질수록, 국민총생산에서 차지하는 어업의 부가가치와 어업 종사자수가 낮을수록 IUU 어업 수입규제 확률이 증가하였다.제1장 서론 1
제1절 연구의 배경 및 필요성 1
제2절 연구의 목적 및 추진방법 6
제2장 이론적 배경 9
제1절 GATT/WTO 무역자유화의 원칙과 일반 예외 9
제2절 신보호주의 등장과 비관세조치 10
1. 신보호주의의 등장 10
2. 비관세 조치 11
2.1 비관세조치의 정의와 분류 11
2.2 비관세조치의 경제적 영향 15
제3절 불법·비보고·비규제 어업(IUU) 어업과 비관세 조치 18
1. IUU 어업의 탄생 배경 18
2. FAO IUU 국제행동계획 21
제3장 IUU 어업 규제과 수산물 무역 동향 28
제1절 세계 수산물 무역 현황과 IUU 어업 28
1. 세계 수산물 무역 현황 28
2. 세계 수산물 무역과 IUU 어업 32
제2절 미국의 IUU 어업에 관한 무역 규제 33
1. 미국의 IUU 어업 규제법 33
2. 미국의 IUU 어업국 지정과 수산물 무역 36
제3절 EU의 IUU 어업에 관한 무역 규제 40
1. EU의 IUU 어업 통제법 40
2. EU의 IUU 어업국 지정과 수산물 무역 42
제4절 한국의 수산물 무역과 IUU 어업 47
1. 한국의 수산물 무역 현황 47
2. 한국의 예비 IUU 어업국 지정과 수산물 무역 51
제4장 IUU 어업 규제와 수산물 수출에 관한 실증 분석 56
제1절 선행연구 56
1. NTM이 무역에 미치는 영향 연구 56
2. NTM의 무역효과 분석 모형 연구 58
2.1 재고접근법 58
2.2 관세상당치 60
2.3 중력모형 60
제2절 연구 모형 설계 68
1. 연구 모형 68
1.1 한국의 전체 수산물 수출 영향 분석 모형 68
1.2 한국의 품목별 수산물 수출 영향 분석 모형 71
2. 분석자료 73
3 연구 방법 77
3.1 패널 GLS 77
3.2 고정효과모형과 확률효과모형 78
제3절 분석 결과 81
1. 전체 수산물 수출 영향 분석 결과 81
1.1 패널 GLS 분석 결과 81
1.2 고정효과와 확률효과 분석 결과 83
2. 품목별 수출 영향 분석 결과 86
2.1 어류 수출 86
2.2 해조류 수출 88
2.3 가공수산물 수출 91
3. 전체 수산물과 품목별 수출의 추정 결과 비교 93
제5장 IUU 어업 수입 규제 결정요인 분석 95
제1절 선행연구 95
1. 수입 규제 결정요인 연구 95
2. IUU 어업에 대한 수입규제 연구 97
3. 이항반응모형 99
제2절 연구 모형 설계 99
제3절 분석 자료 105
제4절 분석 결과 110
제6장 결론 및 시사점 113
제1절 요약 및 결론 113
제2절 시사점 117
제3절 연구의 한계와 향후 연구 방향 118Docto
직접에너지적층 공정으로 제조된 고망간강 소재의 초음파 나노표면개질에 따른 특성 변화에 관한 연구
No full textHMS has high work-hardening and impact toughness as well as excellent wear-resistant. In this study, DED was employed to deposit HMS onto the surface of 316L stainless steel, to improve wear performance. This study focused on three types of HMSs(13Mn, 18.5Mn and 24Mn) according to the manganese content. The deposition characteristics were analyzed according to major process parameters of DED, such as laser power and powder feed rate. From the results, the lowest amount of pores and oxide were observed when the laser power/powder feed rate were 1,050 W/4 g/min for 13Mn, 1,050 W/4 g/min for 18.5Mn and 850 W/4 g/min for 24Mn, respectively. In the as-built HMS, the higher the manganese content, the finer the microstructure and the lower the hardness. Meanwhile, as a post-DED building treatment, UNSM was applied to improve the surface and mechanical properties of the as-built HMS. As a result, the microhardness improvement was the highest under a static load 80 N and an interval 10 ㎛. Wear test was performed on the HMS. As a result, of all HMS, UNSMed 13Mn had the best wear-resistance, which is attributed to the high surface hardness of UNSMed 13Mn. UNSMed 13Mn has a high surface hardness, and wear stops in the middle of the SPD layer. On the other hand, UNSMed 18.5Mn and UNSMed 24Mn, which have relatively low surface hardness, wear occurs beyoud the SPD layer, and then wear occurs rapidly. On the other hand, TRIP and TWIP effects were observed, and the dislocation density of the surface increased in all types of HMS. This suggests that HMS exhibits high wear-resistance, and even if wear occurs beyoud the SPD layer, work-hardening can occur and wear can be reduced. Meanwhile, impact test and tensile test were performed on the 13Mn and UNSMed 13Mn. As a result, the impact absorption energy and tensile strength of UNSMed 13Mn were lower than those of 13Mn. This is because the martensite formed by the UNSM treatment provides a site crack is initiated. As a result of the study, surface roughness, microhardness and wear characteristic could be improved by applying UNSM to as-built HMS. However, impact and tensile properties were decreased due to martensite formed on the surface during UNSM treatment.1. 서론 1
1.1 연구 배경 1
1.2 국내·외 연구 동향 4
1.3 연구 목적 6
2. 고망간강 적층 특성 분석을 위한 기초 실험 7
2.1 직접에너지적층 공정 7
2.2 실험 장비 및 재료 9
2.3 실험 결과 13
2.3.1 미세조직 관찰 13
2.3.2 미세결함 관찰 20
2.3.3 경도 시험 26
3. 초음파 나노표면개질 적용을 위한 기초 실험 28
3.1 초음파 나노표면개질 28
3.2 실험 장비 및 재료 32
3.3 실험 결과 34
3.3.1 표면 특성 변화 34
3.3.2 경도 변화 38
3.3.3 선정된 UNSM 조건에 따라 HMS 처리 44
4. 초음파 나노표면개질에 따른 기계적 특성 평가 53
4.1 마모 시험 54
4.1.1 실험 준비 및 방법 54
4.1.2 실험 결과 56
4.2 충격 시험 76
4.2.1 실험 준비 및 방법 76
4.2.2 실험 결과 78
4.3 인장 시험 82
4.3.1 실험 준비 및 방법 82
4.3.2 실험 결과 84
5. 결론 87
참 고 문 헌 92Maste
A Validation Study of ISM Code's Continual Effectiveness through a Multilateral Comparative Analysis of Marine Accidents
No full textThis study aims to validate whether the ISM Code is still an effective regulatory instrument by analyzing marine accident statistics published for the last thirty-two years by the Korea Maritime Safety Tribunal, twenty-four years by the IMO, and seven years by the EMSA. They were segregated the Convention fleet to which SOLAS Convention is applicable from Non-convention fleet. The former includes the Korean merchant (KM) fleet and world merchant (WM) fleet, and the latter includes Korean fishing (KF) fleet. In addition, they were divided into four period groups, i.e. Pre-ISM(1989~1996), In-transit(1997~2004), Post-1(2005~2012), and Post-2(2013~2020) periods. Meantime, the frequencies of marine accidents were adjusted to the weight of vessel numbers’ yearly evolutions, where necessary and applicable.
This study sets 3 kinds of hypotheses as per the literature review and literal interpretation of the data, and is tested thereby. The results of this study reveal that the KM fleet shows no declining in marine accidents since the Code's implementation in 1998. But when comparing to the KF fleet, KM fleet has maintained relatively positive trends. In contrast to WM fleet, KM fleet showed relatively negative trends in Post-2(2013~2020). However, when we exclude the cases of "Less serious" casualties of the KM fleet, the trends are in the same stable or downward direction as the world and EU merchant fleet.
Besides, we can notice that despite declining signs in a recent couple of years, the events of "Serious" casualties of WM fleet remain at the similar level or slightly moving upwards through the post periods. This study confirmed a particular trend of marine accidents in recent years: fewer in numbers but heavier in damages. It supports the trends of larger vessels' larger exposures.
Amid of intervening period, the maritime industry is confronting new challenges that may cause to increase the risk exposure. A vessel size has grown by 75% in deadweight during the last two decades. The pandemic continues, and crew fatigues are growing. Under complex and sophisticated digital systems that are interconnected, intensified cyber securities are required. Further, new fuel implies machinery failure or damage. In this regard, seafarers' continual competence development in those developing areas is critical to managing the transition safely.
On the other hand, we noted latest revision of the ISM Code was made in 2010. Consequently, the IMO and industry stakeholders need to review the Code and other safety conventions like STCW and develop human-centric solutions based on safety culture. This is parallel to the goal of continual improvement as specified in the ISM Code.
KEY WORDS: ISM Code, Marine Accidents, Vessel Safety, Human Elements, Multilateral Comparative Analysis | 본 연구는 1993년에 채택된 ISM Code가 해양사고 예방에 지속적으로 효과를 발휘하고 있는지를 알아보기 위하여 중앙해양안전심판원에서 제공하는 32년간의 우리나라 해양사고 통계와 IMO에서 제공하는 18년간의 세계상선군의 해양사고 자료, 그리고 유럽해사안전청의 최근 7년간의 해양사고 자료를 이용하였다.
다자간 비교분석을 위하여, 그 자료를 SOLAS 협약 적용 선박군과 비적용 선박군으로 구분하고, 또한 시기별로 4그룹으로 나누었다. 협약선에는 화물선, 여객선, 유조선 등 상선군을 포함하였고, 비협약선으로는 어선군을 포함하였다. 시기별로는 ISM Code 채택과 발효 시기 및 선종별 유예기간, 그리고 IMO의 해양사고 조사 규약에 관한 결의서 채택 시기 등을 고려하여 1997년부터 2004년 사이의 8년간을 In-transit 기간으로 하고, 그 전 8년간(1989~1996)을 Pre-ISM으로, 그리고 그 후 16년간은 Post-1(2005~2012)과 Post-2(2013~2020)로 구분하였다.
ISM Code의 지속효과성을 가정하여 크게 3개의 가설로 설정하였다. 첫 번째는 한국상선군 (협약선) 내의 기간별 비교로, “H1. 한국상선군의 해양사고 건수는 1998년 ISM Code 시행의 효과로 지속적으로 감소했을 것이다.”라는 가설이며, 반복측정 ANOVA로 분석 결과 기간별로 모두 기각되었다. 두 번째는 한국상선군과 한국어선군, 즉 협약선과 비협약선 간의 비교로, “H2. 협약선인 한국상선군의 해양사고 감소율은 1998년 ISM Code 시행의 효과로 비협약선인 한국어선군에 비하여 더 클 것이다.”라는 가설이며, 대응표본 t 검정으로 분석 결과 기간별로 모두 채택되었다. 세 번째는 지역 간의 비교 즉, 한국상선군과 세계상선군의 비교로, “H3. 한국상선군과 세계상선군은 ISM Code가 같이 적용되어 해양사고 감소율에서 유의한 차이가 없을 것이다.”라는 가설을 설정하였으며, 대응표본 t 검정으로 분석 결과, 실험군인 In-transit(1997~2004)에 대비하여 Post-1(2005~2012)은 채택, Post-2(2013~2020)는 기각되었다.
위의 분석 결과에 의하면 한국상선군의 해양사고 건수는 ISM Code 시행 후 24년간 유의미한 감소 효과가 없으나, 비협약선인 한국어선군과의 비교에서는 상대적으로 뚜렷한 감소 효과가 있는 것으로 나타났다. 한국상선군은 세계상선군과 비교하면, Post-1에서는 두 그룹이 비슷한 경향을 보이나, Post-2의 경우 한국상선군은 상승추세, 세계상선군은 감소추세를 보여, 유의미한 차이를 보여주고 있다.
한편, 세계상선군의 해양사고 통계가 가지는 한계성, 즉, 척수의 증가, 사고 발생과 입력 및 통계생성까지의 소요 기간, 국가별 보고자에 따른 편차 등을 보완하기 위하여 사고 종류를 'Very serious'와 'Serious'에 국한하고 연도별 척수 변화를 가중 반영한 후, 반복측정 ANOVA로 분석한 결과, 1997년 이후 시간의 경과에 따라 기간그룹 간에 유의미한 감소가 관측되었다. 또한 최근 7년간(2004~2020)의 유럽상선군, 세계상선군, 한국상선군의 자료를 OccID(Occurrence Indicator, 척당 빈도수)로 분석 결과 한국상선군은 약한 증가세, 유럽상선군은 약한 감소세를 보이는 반면 세계상선군은 뚜렷한 감소세를 보여주었다. 그러나 사고 경중에 의한 분석에서는 한국상선군은 경미한 사고가 뚜렷한 증가세를 보이나, 세계상선군은 중대사고(Serious)에서 약한 증가세를 보여주고 있다.
결론적으로 ISM Code가 1998년부터 시행되었으나, 한국상선군은 그 효과를 확인할 수 없었으며, 세계상선군의 경우 해양사고 전체건수는 감소하고 있으나 심각한 사고는 증가추세를 보여, 2022년 P&I 재보험률이 선종에 따라 18%~55% 인상되는 결과를 낳았다.
이 연구를 통해서 최근 해양사고의 경향을 ‘건수는 감소, 손상 정도는 심대’로 요약할 수 있다. ISM Code가 지난 2013년 마지막으로 개정되었지만, 그 이후로 해사 환경에 많은 변화가 있었음에도 그 변화를 반영하지 못하고 있는 실정이다. 지속적인 선형의 증대, 다국적 혼승선의 증가와 커뮤니케이션의 어려움, 편의치적선의 증가, 친환경 연료 사용에 대한 잠재적 위험 요소, 새로운 디지털 기술의 광범위한 적용과 미흡한 사용자 교육, 항만작업의 고속화에 따른 선상 업무의 증가, 코로나 팬데믹과 선원의 피로도 증가 등과 같은 해사 안전을 위협하는 다양하고 예측하기 힘든 도전이 가로놓여있다. 이 연구는 IMO를 비롯한 국제 해사 이해관계자들은 때를 놓치지 않고 ISM Code에 이런 요소들을 반영하고, 실효적이며 현장 중심의 안전 문화에 기반한 대응책 수립이 필요함을 시사하고 있다.
주제어: ISM Code, 해양사고, 선박안전, 인적요소, 다자간 비교분석제 1 장 서론 1
제1절 연구의 배경 및 목적 1
제2절 연구의 방법 및 구성 4
제 2 장 이론적 고찰 8
제1절 해양사고의 개념 및 해사안전에 관한 국제협약 8
I. 해양사고의 개념 8
II. 해양사고의 조사 및 심판에 관한 국제협약 11
III. 국제해사안전협약의 제정 경과 14
IV. 주요 해양사고와 ISM Code 20
제2절 ISM Code의 지속 효과성 33
I. ISM Code의 제정 배경과 개정 이력 33
II. ISM Code의 의의와 요구사항 38
III. ISM Code의 각 조항과 해양사고 원인의 상관관계 54
IV. 선행연구 고찰 57
제 3 장 연구 설계 70
제1절 연구 모형과 가설 설정 70
제2절 연구 자료의 수집과 분류 73
I. 자료의 출처와 근거 73
II. 자료의 분류 87
제3절 연구 방법 90
I. 비교분석 방법론 90
II. 자료의 신뢰성과 타당성 검토 97
III. 다자간 비교분석 방법 102
제 4 장 가설 검정 및 분석 결과 104
제1절 가설 검정 104
I. 가설 H1 104
II. 가설 H2 105
III. 가설 H3 107
제2절 분석 결과 110
I. 가설 검정 결과 110
II. 해양사고 경향과 방지 대책 111
제 5 장 결론 120
제1절 연구결과의 요약 120
제2절 연구의 한계 및 향후 연구과제 123Docto
인공신경망을 활용한 원자로냉각시스템의 지능형 금속 이물질 탐지기술
No full text금속파편감시계통(LPMS: Loose Part Monitoring System, 이하 LPMS)은 Hertz의 금속 충격이론을 바탕으로, 원자로 냉각재 계통 내부에 존재하는 금속 파편물이 내부면에 부딪힐 때 발생되는 충격파를 가속도계로 조기 탐지하여, 핵연료 파손 확대 및 관련 구조물 손상, 제어봉 구동장애, 증기발생기 튜브 누설등의 사고를 미연에 방지할 목적으로 설치된 감시설비로서 원자로 계통의 신뢰성 확보에 중요한 설비이다. 원자로 및 증기발생기 내에서 이물질이 존재할 경우, 기 설정된 크기 이상의 금속 파편 충격파를 검출하며, 경보 설정치를 초과하면 경보를 발생시키게 된다. 국내 원전에서는 LPMS 이벤트 및 경보 신호 사례가 많이 보고되고 있으며, LPMS 신호분석을 통해 금속파편의 충격 위치 및 질량을 추정하여 적절한 조치를 취하는 것이 매우 중요하다.
여기서, 금속 이물질(Loose part)은 원자로의 원장 장비의 기계적 손상이나 피로, 부식 등으로 인해 기기에서 이탈되어 발생하거나 내부 핵연료 재장전 또는 정비 시에 계통 외부로부터 유입된 공구류나 물질을 의미한다.
현재까지 원전의 원자로 냉각재계통에서 사용되는 금속 이물질 진단 시스템은 금속 이물질의 존재 여부를 추정하고 이상 발생 시 경보를 발생시키는 방식으로 구현되었다. 따라서 발전소 기동 또는 정지시 발생하는 열충격에 의해 빈번하는 오경보(False Alarm)의 최소화가 해결해야 할 과제였다. 또한 현재의 금속이물질 진단 시스템의 경우 숙달된 운전원의 역량이 장비 운용에 큰 부분을 차지하였다. 이는 설비의 운영능력에 인적요소가 포함되기 때문에, 장비의 신뢰성을 믿지 못할 수 있으며, 잘못된 판단은 원전 일차계통의 손상을 일으킬 수 있어서, 원전 자체에 큰 위험이 될 수 있다.
과거부터 원자력발전소 내부의 이상부속물을 탐지하고 위치와 무게를 예측하기 위한 연구가 꾸준히 이루어져 왔다. 이와 관련된 연구 중 충격 신호를 감지하고 결정하는 방법은 대부분 신호의 RMS 값 또는 신호의 Peak값을 비교하는 것이며, 시설 표면에 부착된 센서를 통해 이 값이 일정한 임계치를 초과하면 충격의 존재 여부를 판단한다. 이러한 알고리즘은 정상 운전 시 좋은 결과를 보이지만, 온도와 압력이 급격하게 상승하거나 하락하는 시작 및 정지 기간과 같은 다른 환경에서는 대량의 오작동을 발생시켜 작업자의 업무를 가중시키며, 충격 신호를 신속하고 정확하게 감지하는 것을 어렵게 만든다.
이 문제를 해결하기 위해 인공신경망을 이용하여 상승 시간, 반 주기 및 최대 진폭의 최적값을 찾아 충격 신호를 평가하는 방법을 제안하였다. 또한, 선형 예측 코딩(LPC)과 서포트 벡터 머신(SVM)을 결합하여 잘못된 경보율을 줄이는 방법을 제안 등 다양한 연구가 진행되었다.
본 논문에서는 4차 산업혁명기술인 머신 러닝/딥 러닝 기법을 도입한 지능형 금속 이물질 감시진단 기술에 대해 검토하고, 이를 이용하여 오경보를 줄이는 방법에 대한 연구 결과를 제안한다. 국내 경수로형 원자력 발전소 및 시험장에서 얻은 실제 충격 및 거짓 알람 신호를 제안된 모델을 통해 더 높은 정확도로 분류하고 거짓 경보율을 감소시킬 수 있는 딥러닝을 활용하는 방법을 제안한다.1. 서론 1
2. 기존 금속 이물질 감시진단 시스템 4
2.1 LPMS 감시원리 및 기능 5
2.2 금속 이물질 감시계통의 구성과 주요구성기기 6
2.3 금속 이물질 감시계통의 관련 규제요건 9
2.4 기존 LPMS의 이벤트 평가 및 알람 판별 10
3. 인공신경망을 활용한 지능형 금속 이물질 감시진단기술 12
3.1 지능형 금속 이물질 감시진단 시스템 개발 13
3.2 원자력발전소 충격신호 및 오경보 신호 15
3.3 인공신경망 학습용 데이터 취득 18
3.4 인공신경망 학습용 데이터 전처리 및 학습 19
3.5 합성곱 신경망(Convolutional Neural Network)구조 결정 20
3.6 테스트 및 시험결과 비교 22
4. 결론 27
참고문헌 28
국문초록 31Maste
Application of Liquid Phase Plasma to Degrade Persistent Organic Pollutants
No full textAlthough the number of vessels with exhaust gas cleaning systems (EGCSs or scrubbers) has sharply increased to comply with strengthened regulations for marine environment, secondary pollutions are caused by discharged polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs).
While conventional processes, such as physical processes, chemical processes, and biological processes, have been applied to remediate PAH-contaminated environments, drawbacks are still existing, such as the need of additional treatment for degradation, the use of chemical reagents, neutralization, and long treatment time.
Here, two approaches are investigated to remediate water contaminated with PAHs using liquid phase plasma (LPP); one of them is direct decomposition of PAHs by LPP under diverse electrical discharge conditions, and the other one is a degradation of PAHs by photocatalysts synthesized using LPP.
For the direct decomposition of PAHs, the performance of LPP is evaluated with 10-30 kHz of frequency and 1-3 μs of pulse width. The increased frequency and pulse width enhanced the degradation efficiency, and 93.3, 90.7, 86.0, and 85.4% for Nap, Ace, Flu, and Phe, respectively, are degraded at a frequency of 30 kHz and pulse width of 3 μs. Considering physical condition of the plasma, long pulse width accelerated electrons, leading to increased generation of active species from intensified collision between electrons and surrounding molecules. Conversely, high frequency decelerated electrons due to the excessive changes in the polarity. However, the increased number of plasma discharges results in the generation of numerous active species. Generations of •OH and O radicals are confirmed by optical emission spectrometer and electron paramagnetic resonance. In addition, changes in functional groups which are corresponding to hydroxyl and oxygen groups are identified by Fourier transform infrared spectroscopy.
For the secondary degradation of PAHs by LPP, BL-ZnO and Ag/BL-ZnO photocatalysts are synthesized using Zn and Ag electrodes at 30 kHz of frequency and 3 μs of pulse width with 10 min of treatment time. The chemical structure and states of synthesized photocatalysts are analysed by X-ray diffraction and X-ray photoelectron spectroscopy. The morphology and chemical composition are examined by scanning electrode microscope and energy dispersive spectrometer. The optical properties of photocatalysts are studied using UV-Vis diffuse reflectance spectrometer and photoluminescence spectrometer. In addition, synthetic mechanism is suggested based on the erosion of electrodes, generated active species, and formation of functional groups on synthesized ZnO. BL-ZnO shows enhanced performance due to the oxygen vacancy which prohibits the recombination of electrons and holes. Ag/BL-ZnO achieves the highest performance and it is assumed that the Ag plays a role of electron acceptor and forbids recombination of electron and hole.1. 서 론 1
1.1 연구 배경 1
1.1.1 해양 대기오염 규제 강화 및 대안 1
1.1.2 다환방향족탄화수소의 유해성 3
1.2 연구 동향 9
1.2.1 물리적 처리 공정 9
1.2.2 화학적 처리 공정 10
1.2.3 생물학적 처리 공정 11
1.2.4 플라즈마 처리 공정 12
1.2.5 고도 산화 공정 (광촉매) 13
1.2.6 액상 플라즈마 공정 14
1.3 연구 목적 17
2. 액상 플라즈마를 이용한 스크러버 세정수 내 다환방향족탄화수소 분해: 전기적 방전 조건의 영향 18
2.1 실험 방법 18
2.1.1 실험 조건 18
2.1.2 분석 방법 22
2.1.3 연구 추진도 26
2.2 실험 결과 27
2.2.1 액상 플라즈마 진단 27
2.2.2 전기적 방전 조건에 따른 분해 성능 32
2.2.3 화학적 활성종에 의한 유기 오염물질의 분해 37
2.2.4 액상 플라즈마 반응장에 대한 해석 40
2.2.5 실제 스크러버 세정수 처리에 적용된 액상 플라즈마 44
3. 액상 플라즈마를 이용한 Black ZnO 합성 47
3.1 Black ZnO 47
3.2 실험 방법 49
3.2.1 실험 조건 49
3.2.2 분석 방법 50
3.2.3 연구 추진도 53
3.3 실험 결과 54
3.3.1 화학적 구조 및 결합 54
3.3.2 입자 형상 및 화학 조성 58
3.3.3 광촉매의 광학적 특성 59
3.3.4 광촉매 합성 메커니즘 63
3.3.5 광촉매 성능 평가 66
4. 결론 68
참 고 문 헌 70Maste
A study Settlement Characteristics of the under construction Caisson Breakwaters in high waves and deep water
No full text최근 대수심 고파랑이 내습하는 동·남해안의 해역에 설치되는 방파제는 공장형 슬릿폼을 활용한 대형 케이슨 혼성제 형식의 방파제가 도입되고 있는 실정이다. 공장형 슬릿폼에서 제작되는 케이슨은 24시간 연속작업으로 2주당 1함이 제작·거치되고 있고, 케이슨 거치 후 많은 양의 속채움재를 채워 넣어야 하므로 케이슨 거치 후 속채움의 기간을 고려하면 완공 단면을 위한 상치콘크리트의 타설 시까지 상당한 기간 동안 외해 파랑에 노출되고 있다. 또한 방파제 설계 시 고려되는 사석마운드의 침하량은 사석마운드의 다짐 정도, 방파제의 자중, 파랑 내습 시 지반에 전달되는 하중으로 사석마운드의 여성높이를 산정하여 설계에 반영하고 있다.
이에 본 연구에서는 방파제의 상치콘크리트 타설 전 침하 계측을 통하여 방파제의 자중에 의한 사석의 침하량과 시공 중 파랑에 의한 사석의 침하량을 분리하여, 상치콘크리트 타설로 인한 추가적인 침하량뿐만 아니라 방파제의 공용기간 동안 설계파 내습에 따른 최종 침하량을 예측하고자 하였다.
실제 시공되고 있는 방파제 케이슨을 계측하였고, 속채움 조건, 파랑 내습 조건 등 동일 조건으로 2차원 FEM 수치해석을 수행하여 계측 결과와 상호 비교 하였다.
이상의 연구 결과를 활용하여 상치콘트리트 타설(정적 하중)로 인한 추가적인 침하량이 없는 것을 확인하였고, 설계파 내습 시 혼성방파제의 추가적인 침하량을 예상할 수 있었으며, 향후 추가적인 해석 및 계측자료의 축적으로 대수심 고파랑 해역에 설치되는 방파제의 침하특성을 규명할 필요가 있을 것으로 판단된다.제 1 장 서 론 1
1.1 연구의 배경 1
1.1.1 연구의 개요 1
1.1.2 직립 혼성방파제의 침하관련 설계 현황 2
1.1.3 기초사석 침하량 산정방법 3
1.1.4 침하예측에 대한 설계사례 및 다짐공법 4
1.2 연구의 목표 5
1.3 연구 범위 및 구성 6
제 2 장 연구대상지역의 지반 특성 9
2.1 대상지의 지반 특성 9
2.2 기초지반의 지반정수 10
2.2.1 토사지반의 설계정수 산정 11
2.2.2 기반암의 지반정수 산정 17
제 3 장 실해역의 침하계측 20
3.1 지표침하계 실측자료 20
3.2 케이슨 침하계측의 결과분석 26
3.2.1 1차 년도 침하계측의 결과분석 26
3.2.2 2차 년도 침하계측의 결과분석 28
제 4 장 파랑내습에 의한 침하특성의 분석 30
4.1 계측결과 분석[케이슨 #07] 30
4.1.1 유사현장 사례 30
4.1.2 계측결과분석[케이슨 #07] 33
4.2 역해석을 통한 설계 지반정수의 재산정 35
4.2.1 침하량의 구분 35
4.2.2 설계 지반정수 35
4.3 재산정된 지반정수를 적용한 침하량의 예측 37
제 5 장 결론 및 고찰 40
참 고 문 헌 41Maste