해수면의 상태를 보고 파고를 측정하는 목측은 선박이나 먼 바다에서의 파랑관측 방법으로 여전히 이용되고 있으며, 오랜 경험을 가진 숙련자의 경우에는 상당히 정확하게 파고를 관측할 수 있다. 이러한 목측의 표준지표로 뷰퍼트(Beaufort) 풍력계급표가 가장 널리 이용되고 있다. 그러나 이 지표에 설명된 해수면의 모양은 연구자 또는 일반인에게는 친숙하지 않기 때문에 파고별 대표영상 등의 보다 구체적인 참고자료가 필요하다. 현대의 현장계측기술은 실시간으로 해양관측자료를 획득할 수 있는 수준에 이르렀으며, 기존의 파고 및 기상 관측시설과 함께 현장의 해상상태 영상자료까지 획득할 수 있게 되었다. 본 연구에서는 속초 조도동방등표에 설치되어 운영 중인 실시간해양관측 시스템에 무선영상전송장치를 설치하여 파랑자료와 영상이미지를 수집하고 유의파고별로 현장이미지를 비교 및 분류하였다. 관측된 해상상태 영상들과 뷰퍼트 풍력계급표의 해면 상태 설명과 비교한 결과 해상상태 영상자료의 가치를 확인할 수 있었다. 뷰퍼트 풍력계급표는 순수하게 목측이나 파고척을 이용하여 목측으로 만들어진 것에 비해 본 연구의 결과는 정밀한 파고센서와 과학적인 해상상태 영상정보 수집으로 파고의 실체적인 모습을 파악할 수 있었으며 관측파고의 신뢰성을 제고할 수 있는 기회가 되었다.
The safety and stability of 5MW class offshore wind turbine Jack-up platform was investigated through ocean basin experiment. For simulating the environmental condition of yellow sea in the South Korea, diverse waves, winds and currents were performed based on Froude's number. Regular wave and irregular wave based on Froude's number were applied to the wind turbine structure. In experiments, the height and period of regular wave type were scaled down as the 1:50 ratio of real wave condition. Irregular wave type was simulated with TMA(Texel Storm, Marsen and Arsloe)spectrum. The vertical reaction force, resonance period and wave pressure applied to multi-supporters of wind offshore structure were measured experimentally. Finally, the results showed that the capsizing situation of the offshore structure was generated by the severe environmental condition.
본 연구에서는 국내 서해안의 해상풍력 발전을 위한 적지를 검토하기 위해 기상청에서 제공하는 6개 지점(서수도, 가대암, 십이동파, 갈매여, 해수서, 지귀도)의 2014년 연간 풍속 자료를 수집하고 이를 분석하였다. 관측된 풍속 자료는 Rayleigh 모델과 Weibull 모델에 적합하였으며, 풍속 출현빈도에 따라 연간 부존량을 추정하였다. 풍력발전기 모델로는 GWE-3kH(3 kW급) 터빈과 GWE-10KU (10 kW급) 터빈을 선정하였으며 이의 성능곡선을 이용하였다. 그 결과, 서수도, 가대암, 십이동파, 갈매여, 해수서, 지귀도의 연평균 풍속은 각각 4.60, 4.5, 5.00, 5.13, 5.51, 5.90 m/s로 나타났으며, 연간 발전량은 10,622.752, 11,313.05, 13,509.41, 14,899.55, 17,106.13, 19,660.85kWh로 나타났다. 6개 지점의 연평균에너지 밀도는 전체적으로 poor와 marginal 계급으로 나타났으며, 터빈 이용률은 지귀도가 22.44%로 가장 높게 나타났다.
본 연구에서는 18미터급 쌍동형 선형의 선수벌브 유무에 따른 운동응답특성을 선형 스트립이론에 기초한 상용코드(Seakeeper)를 이용하여 추정하였다. 계산조건으로는 ITTC 파스펙트럼에 기초한 뷰포트 풍력계급 3 ($\bar{T}=2.98s$, $H_{1/3}$ =0.6m), 4 ($\bar{T}=3.85s$, $H_{1/3}$ =1m) 및 5 ($\bar{T}=5.44$, $H_{1/3}$ =2m)의 파스펙트럼을 산출하였고, 조우각은 선수파, 선수사파 및 횡파를 적용하여 종동요의 선체운동응답스펙트럼을 해석하였다. 선수벌브가 적용된 쌍동선 선형은 선수파와 선수사파에서 최대 20%의 종동요 응답이 감소하는 효과를 나타냈다.
본 연구는 컨테이너선의 연료 소비 패턴의 발견을 위해 운항데이터 분석의 통계적 절차를 제안한다. 우리는 현 시점의 연료 소비를 발견하기 위해 연료 소비에 영향을 미치는 변수들을 파악하는 동시에 예측 모델을 개발 및 적용하는 것을 목적으로 한다. 선박의 데이터는 크게 운항데이터와 기기데이터로 분류할 수 있으며, 운항데이터는 항로, 항해 정보, 대수속도, 대지속도, 바람과 같은 외력에 대한 정보 등이 있고, 기기데이터는 엔진출력, RPM, 연료 소모량, 기기들의 온도 및 압력 등이 있다. 본 연구에서, 우리는 선박에 미치는 외력의 영향을 Beaufort Scale (BFS)을 기준으로 구분한 후에 PLS 회귀분석을 통한 예측 모델을 개발하였다.
황해 남동해역 투명도의 계절변화를 보기 위하여, 25개년 ($1966\~1990$)간의 해양조사 연보를 이용하여 우리나라 서해의 격월별, 정점별 자료를 정리하였다. 투명도의 분포는 계절에 관계없이 등수심선과 유사하게 뚜렷한 동서 대비를 보이고 있었다. 수심이 얕은 연안역에서는 3m(2월)$\~$8m (8월)로 낮고, 수심이 깊은 외양역에서는 10m (2월)$\~$17m (8월)로 높다. 겨울철 ($12\~2$월)은 투명도가 $\4m~10m$의 범위로, 여름철 ($6\~8$월)의 $6m\~17m$ 보다 낮다. 또한 부유 물질의 농도를 보면, 2월에는 $20\~120mg/\ell$이고 8월에는 $8\~20mg/\ell$의 범위였다. 성층과 투명도와의 관련성을 보면, TR(투명도)=0.61 DT(성층)+6.90, r=0.85로 양의 상관을 보이고, 정선 309에서 겨울의 보퍼트 풍력 계급은 약 3.5 내외로 여름보다도 약 1계급 이상 높은 값을 보였다. 이와 같은 사실들은 황해 남동해역에서의 투명도의 계절 변화는 겨울의 경우, 해수면 냉각과 바람에 의한 상하층 연직 혼합으로 저층 퇴적물의 재부유가 활발하여 투명도가 낮게 나타난다. 그리고 여름에는 해수면 가열에 의해서. 상하층 사이에 형성되는 수온 혹은 밀도 약층과 조석 혼합을 방해하는 태양 복사열의 증가로 인하여 저층 퇴적물의 재부유가 방해되어. 투명도가 높게 됨을 나타내고 있다.
이 연구의 목적은 부산항에 입항하는 대형 컨테이너 선박의 안전 접안 조종을 위한 한계풍속을 설정하는데 있다. 계산결과, 정상풍속 13.5m/sec 이하의 바람에서는 예선 4500H.P.의 Z. peller 2척을 이용하여 안전 접안 조선하는데 큰 위험이 없음을 알았다. 그러나 돌풍율 25%를 포함한 강풍 16.9m/sec 이상의 기상상태에서는 선박조종이 위험하게 됨을 알았고, 돌풍율을 포함하여 풍속이 16.9m/sec 에 달하는 강풍 하에서 대형 컨테이너 선박을 부득이 접안 조종할 때는 4500 H.P. Z. peller 3 척으로 조선보조를 받아야 함을 알았다.
정기용선(Time Charter)은 운항선사가 자본력이 약하거나, 일시적으로 선복이 부족할 경우, 일정기간 타선사의 선박을 빌려 운항하려 할 때 이용되는 방식이다. 정기용선기간 동안 용선주의 선박운항에 따른 이익관계는 선속유지 및 연료유 사용량에 크게 의존하고 있고, 이에 대한 분쟁이 발생하게 됨을 볼 수 있다. 분쟁의 주요 원인은 용선계약서상에 선속 및 연료유 사용에 대한 제약 조항인 약(about), 좋은 날씨(good weather), 조용한 바다(smooth water), 대양해류(ocean current), 특정된 선속 및 연료유 사용에 대해 담보하지 않은 경우(without guarantee) 등이 있다. 판례와 중재판정에서는 좋은 날씨(good weather)를 풍력계급표(Beaufort Scale)상 4라 하였으며, 이 때 너울의 높이는 1.25m 이내로 정의하고 있다. 해류는 역조의 영향을 배제한다는 조항(No Adverse Current)이 있다면 좋은 날씨에 항해를 했다하더라도 역조구간은 제외되어야 한다. 정기용선계약서에서 사용되는 약(about)은 선속에 대하여는 특정된 선속에 0.5kt의 감속과 연료유 사용량에서는 5%의 증감을 적용한다고 했다. 부담보(Without Guarantee)의 경우 선주는 계약의 신의성실의 원칙에 의해 면책특권을 향유할 수 있지만, 재용선을 줄 때는 특권을 향유할 수 없다는 것이 일반적이다. 용선된 선박의 선속 저하로 발생한 시간손실과 절감된 연료유와 상계는 영국법상 정기용선계약서에 특정하지 않을 경우 원칙적으로 인정을 하고 있다. 좋은 기상에 대한 기상회사의 항해분석 보고서와 항해일지가 일치하지 않을 경우에는 정기용선계약서에 항해일지가 우선한다는 특정이 없을 경우 기상회사의 보고서가 우선하여 적용되며, 정당한 사유가 없는 한 선주의 대리인인 선장은 단거리 항로를 항해해야할 의무가 있다는 것이 Hill Harmony 판례로 확인되었다. 정기용선계약서상에 사용하는 이들 문구나 조항의 정의를 명확히 정의하고 명기하여야 분쟁을 예방할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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