• 한국항해항만학회지
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• 제48권4호
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• pp.310-320
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• 2024

본 연구는 여러 명의 거주자가 장기간 생활하는 수중연구기지에서 화재와 침수 등 재난 발생 시 피난을 위한 피난시설을 계획하는 것이 목적이다. 먼저 수중연구기지와 유사한 수중시설의 사례조사를 통해 수중연구기지의 거주공간 특성과 재난 및 피난 특성을 도출한다. 다음으로 수중연구기지 실내계획안을 바탕으로 재난 발생 시 피난 시나리오를 작성하고 피난경로에 따라 필요한 피난시설을 결정한다. 그리고 건축물과 잠수함 및 수중해비타트의 피난시설기준을 검토하여 수중연구기지 피난시설에 적합한 기준을 정하고 이 기준을 적용하여 피난시설을 계획한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.1439-1444
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• 2004

이어도 기지에서 관측된 파랑 자료는 주변 수중 암초 또는 지형의 영향을 받으므로 수중 암초의 영향을 받지 않는 지역을 대표하는 주변 대표 파랑 자료로의 환산이 필요할 수 있다. 이를 위하여 본 연구에서는 이론적인 쇄파 모형(Lee, 1993)을 통하여 변환기술상 문제점을 파악하고 원형 천퇴에서의 수치실험을 통하여 천퇴 후면에서 파랑의 변형 정도를 파고비를 통하여 분석하였으며 이를 토대로 이어도 수중 암초에서의 파랑 변형이 관측 지점의 파고에 리치는 영향을 평가하였고 그 결과를 관측 치와 비교${\cdot}$분석하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.336-342
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• 2017

최근 해양 자원 개발뿐만 아니라 지구 온난화에 따른 해양 환경 모니터링 및 해양 재난 대비 등을 위하여 수중 무선통신에 대한 연구가 요구되고 있다. 대부분의 수중 무선 통신에서는 수중에서의 매질 특성 및 환경 변화 특성을 고려하여 수십 KHz 대역의 음파를 이용하며, 특히 DSP를 비롯한 프로세서를 기반으로 하여 모뎀 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 수중 관측 및 제어를 위한 수중 음향 통신 시스템 중 수중기지제어국과 수중기지국 간의 음향 통신을 위한 Digital Up Converter(DUC)와 Digital Down Converter(DDC)를 연구하였다. 수중 음향 통신 시스템은 사용 환경의 제약 때문에 소형 및 저전력 시스템을 추구한다. 따라서, 본 연구에서는 DUC 및 DDC 전용 하드웨어 모듈을 설계하였다. 수중 음향 통신 시스템의 4개의 링크를 지원하며, 각각 샘플링 레이트 및 주파수를 변환하였다. Verilog-HDL를 사용하여 설계하였으며, ModelSim 환경에서 수중 음향 통신 시스템의 베이스밴드 신호를 이용하여 동작을 검증하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2020년도 추계학술대회
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• pp.28-30
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• 2020

우리나라 해역은 크게 동해, 서해와 남해로 나뉜다. 해역별 특성은 공간적 및 유체역학적으로 상이하여 해역별 수중거주시설의 설계에 있어 서로 다른 주요건과 시설구성을 필요로 한다. 본 연구는 거시적 수중주거시설 설계기술 연구의 일환으로서 특히 해역별 공간 특성을 잘 갖춘 3곳의 입지 후보지(동해:Phoenix point, 남해:South Brother point와 서해:Mud point)에 대하여 요구되는 해역별 설계 환경부하를 최근 태풍Haishen, 태풍Maysak과 태풍 Bavi의 기상 예측자료 및 관측자료를 통해 비교하고 가정한 건축목표(Phoenix point: 속초시에 탈탄소 전력공급, South Brother point:부산항 수소연료 비축기지 및 해상 수소충전소, Mud point:에너지 자립형 기후중립 수산양식 기지)에 부합하도록 시설구성을 제안함으로써 우리나라 연안의 천해와 심해에서의 수중거주 가능성을 조사했다.

• 한국통신학회논문지
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• 제42권2호
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• pp.393-402
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• 2017

육상의 셀룰러 네트워크와 같이 수중에서도 기지국을 통해 유입되는 트래픽 양에 따라 적응적으로 기지국의 백홀 자원을 할당하여 전체 네트워크 자원을 효율적으로 관리할 수 있는 수중 셀룰러 통신 네트워크가 필요하다. 본 논문에서는 수중 셀룰러 통신 네트워크에서 기지국에 유입되는 트래픽에 비례하여 기지국의 백홀 자원을 할당하는 자원분배 프로토콜을 제안한다. 자원분배 프로토콜은 자원을 할당하는 주기에 따라 고정주기 방식과 적응주기 방식으로 분류된다. 더 효율적인 자원분배 프로토콜을 결정하기 위해 모의시험을 이용하여 고정주기 방식과 적응주기 방식의 수신율, 메시지 오버헤드, 전송지연 성능을 비교하고 분석하였다. 그 결과, 고정주기 방식이 적응주기 방식에 비해 최대 수백 배 이상의 전송지연이 증가하였으며, 수백 배 이상의 메시지 오버헤드가 더 발생하여 모든 성능 지표에서 적응주기 방식이 고정주기 방식보다 성능이 우수함을 확인하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2021년도 추계학술대회
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• pp.89-90
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• 2021

심해에 건설되는 해저기지는 우주공간에서의 조건보다 더 극한의 환경에 건설되며, 이를 위해서는 구조공학, 자원공학, 기계공학, 조선공학, 해양공학, 지질학 등의 관련 분야의 극한기술이 상호 융합되어야 한다. 또한, 해양자원 개발에는 해양물리, 화학, 생물학, 지질학 등 기초 해양과학 이외에도 기계, 전자, 조선, 기상, 잠수의학 등 응용과학 지식의 융·복합이 필요하며, 각 필요 기술들의 발전과 각 기술의 종합적인 융합이 이루어져야만 해저기지의 건설이 가능할 것이다. 해저기지의 건설을 위해 개발되는 극한 기술의 발전은 각 분야의 최첨단 기술이 될 것이며, 우주공간 및 타 분야에도 적용이 가능하여, 최신 기술을 선점할 수 있는 기회가 될 것이다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제19권5호
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• pp.476-483
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• 2007

이어도에 건설된 다목적 해양과학기지에서는 주위 대류 및 해류의 데이터 수집을 통해 기상, 어장예보 등의 기초 자료를 제공하는 것을 한 가지 목적으로 한다. 그런데 이어도 기지 구조물에 의한 해수 유동의 변화는 과학기지의 관측 데이터에 영향을 주어 정확한 자료 수집을 어렵게 하므로, 이어도 기지 구조물이 주위 유동에 미치는 영향을 분석하고 유동 정보 관측을 평가/보정하는 방법에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 이를 위한 기초연구로, 해류와 구조물 사이의 상호 작용을 모사 할 수 있는 알고리즘을 연구, 적용방법을 논의한다. 그 결과, 3차원 전산유체역학을 이용한 수치해석을 통해 이어도 기지 구조물 및 수중암초가 주위 유동에 미치는 영향을 연구하고 정확한 데이터 측정방법을 제안한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.660-665
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• 2018

세계적으로 해양 자원 개발을 비롯하여 재난 방지 및 군사적 목적 등을 위하여 수중 환경 감시 및 제어를 가능하게 하는 수중 무선 통신망에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 국내에서도 호서대학교를 중심으로 '분산형 수중 관측 제어망'에 대한 연구가 진행되고 있는데, 본 논문에서는 해당 제어망 중 수중기지제어국과 수중기지국 사이의 음파 통신을 위한 인터폴레이터(Interpolator)를 연구하였다. 수중 음파 통신망은 양방향 듀플렉스(duplex) 통신을 위하여 서로 다른 4개의 주파수 링크를 정의하고 있으며, 링크에 따라 100배 혹은 200배 샘플링 레이트를 변환해야 한다. 또, 수중은 전원 공급이 원활하지 않은 환경이므로 저전력 설계가 중요하다. 따라서 저전력 인터폴레이터인 CIC 인터폴레이터를 기본으로 하여 링크에 따라 샘플링 레이트를 선택할 수 있도록 설계하였다. 하지만 CIC 인터폴레이터는 통과 대역 감쇠(passband droop)가 크고, 전이영역(transition region)이 넓기 때문에 채널 간격이 비교적 좁은 음파 통신에서는 저주파 대역 필터로서의 조건을 만족하기 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 논문에서는 통과 대역 감쇠를 보상하기 위한 보상 필터(compensator)와 전이 영역을 줄이기 위한 하프밴드 필터(halfband filter)를 추가하였다. Matlab을 이용하여 알고리즘을 검증한 후 Verilog-HDL로 하드웨어를 설계하고 Modelsim에서 시뮬레이션하여 동작을 검증하였다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제14권11호
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• pp.1438-1449
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• 2011

수중센서네트워크 응용은 적용 대상 및 지역적 범위에 따라 효과적인 모델링이 필요하고 이러한 특정화된 응용 모델 기반에서 에너지 효율적인 데이터통합 방법이 필요하다. 본 논문에서는 수중에 고정된 닻으로 좌우 움직임이 가능한 센서노드들로 구성된 3차원 육각기둥 벌집모델에 기초하여 오염 및 침투 감시용 응용 모델링 및 이를 기초로 한다. 이 모델에서는 층별 구성 셀들의 이벤트 감지 데이터와 해당 층 위치 데이터를 수면기지국까지 효율적으로 전송하면 그 목적이 달성된다. 여기서 기존의 데이터통합 방법을 적용하면 최소 경로나 멀티캐스트 트리에 기반된 관계로 과정이 복잡하여 에너지 비효율적이다. 본 논문에서는 층별 셀들에서 발생되는 이벤트 데이터를 해당 층 헤드노드로 효과적으로 전달하기위한 클러스터 내부에서 클러스터 기반의 에너지 효율적인 세 가지 가능한 데이터통합 방법을 제시한다. 그리고 층별 클러스터 헤드노드에서 수집된 데이터를 기지국까지 효율적으로 전달하기위한 클러스터 간 세 가지 데이터통합 방법도 제시한다. 제시된 데이터통합 방법들은 주어진 영역 침투 감시등과 같은 특정화된 응용 대상으로 동작의 단순성과 에너지 효율화 측면이 주된 고려 요소이다. 마지막으로 시뮬레이션과 성능 비교분석을 통해 제시된 클러스터 층별 및 층간 데이터통합 방법의 조합 중 가장 우수한 에너지 효율적인 데이터통합 방법을 도출한다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제19권2호
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• pp.136-145
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• 2007

파랑이 수중 천퇴부를 넘어 쇄파하는 경우 파고는 작게 형성되나 강한 이차적 흐름 (쇄파유도류)이 발생한다. 따라서, 임의의 해양구조물이 쇄파대에 위치할 경우에는 단순히 가시적인 파고에만 근거한 파력산정은 과소설계를 초래할 가능성이 있으며 구조물의 안정설계를 위해서는 쇄파유도류의 유속이 가미된 상태에서의 유체력을 정확히 산정하여 반영할 필요가 있다. 본 연구에서는 Boussinesq 방정식 모델을 이용하여 쇄파대내에서의 파고분포와 쇄파유도류를 계산하는 기법을 수립하였으며 과거에 수행하였던 이어도 해양과학기지의 수리모형실험 (1/120)의 모델영역에 적용하였다. 이 계산결과를 이용하여 모형구조물에 작용하는 유체력을 계산하고 수리모형실험 결과와 비교함으로써 쇄파유도류의 영향을 정량적으로 평가하였다.