한국형 소형 전기추진 선박에 대한 설계검증 및 수치적 검토, 독자적 해석기법 개발

1. 과제 개요

• 과제명: 알루미늄 선박용 수소연료전지 구획의 폭발해석 및 안전 구획 설계 실증
• 역할: 프로젝트 총괄 관리(PM), 기술 방법론 수립, 해석 프로세스 정립 및 외부 기관 대응
• 핵심 목표: 수소 누출 시나리오별 폭발 과압 분석을 통한 알루미늄 선체 구조 안전성 평가 및 최적 방폭 설계 도출

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2. 주요 수행 업무 및 성과

① 프로젝트 기획 및 행정 총괄 (Administrative & Strategic Management)

• RFP 대응 및 연구 계획 수립: 수소 경제 로드맵 기반 선박 적용 타당성 논리 개발 및 연차별 연구 로드맵(TRL) 설정.
• 예산 및 자원 배분: 해석용 고성능 컴퓨팅 자원 확보, 인건비 가이드라인 준수 및 연구 기자재 도입 관리.
• 기관 간 인터페이스 조정: 선급(KR 등), 연료전지 제조사, 알루미늄 선박 건조사 간의 기술 데이터(CAD, P&ID) 수합 및 보안 협약 관리.

② 폭발해석 방법론 및 표준 절차 수립 (Technical Methodology)

• 누출/확산 시나리오 정립: CFD를 활용한 수소 누출 속도, 환기 효율, 가연 한계 영역(LFL/UFL) 정의.
• 폭발 과압(Overpressure) 수치해석:
  • 혼합 기체 농도에 따른 점화원 설정 및 폭발 시뮬레이션 프로세스 구축.
  • 알루미늄 합금(5000/6000 계열)의 고율 변형(High Strain Rate) 물성 데이터베이스 확보.
• 구조-유체 연성해석(FSI) 적용: 폭발 하중에 따른 선체 구획 격벽의 동적 응답 및 소성 변형량 평가 기준 수립.

③ 실무 인원 관리 및 진도 조율 (Team Leadership)

• 연구팀 R&R 배분: 석/박사 과정생별 해석 모델링(Mesh), 물성치 검증, 결과 포스트 프로세싱 업무 분담 및 교육.
• 기술 검토 회의 주관: 주간 단위 해석 결과 리뷰, 수렴성 문제 해결(Troubleshooting), 해석 오차 범위 검증(V&V).
• 보고서 퀄리티 컨트롤: 최종 보고서 및 연차 보고서의 기술적 논리 검토, 고해상도 가시화 자료(삽화) 및 애니메이션 제작 총괄.

④ 인허가 및 대외 기술 대응 (External Relations)

• 선급 승인(AIP) 기술 지원: 선급 규정(IMO IGF Code 등) 만족 여부 검토 및 폭발 해석 결과 보고서의 객관적 타당성 증명.
• 학술 성과 도출: 프로젝트 수행 결과 기반 국내외 저널(SCI/KCI) 논문 게재 및 특허(방폭 구조 설계) 출원 지도.

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3. 핵심 역량 요약