• 물과 미래
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• 제27권2호
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• pp.73-83
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• 1994

확산현상, 표사유동 및 인간의 여러 활동이 실제 연안해역에서 일어나므로 연안해역 해수운동의 물리적 특성을 파악하고 해석하는 것은 중요한 의미를 지닌다. 본 연구에서는 연안해역에서의 파랑변형과 평균해수위 변동 그리고 연안유속 분포양상에 대해 여러 인자들이 미치는 영향을 2차원 유한차분 모형(ADI, Up-wind)을 이용하여 분석하였다. 계산결과로는 수치모형을 해저경사가 일정한 2차원 지형에 적용하여 해저경사, 입사파고, 파향각, 파주기, 마찰계수 및 수평확산계수가 연안해역 특히 쇄파대내에서 파랑변형, 평균해수위 변동 및 연안유속 분포에 미치는 영향을 분석하였다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제10권4호
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• pp.255-262
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• 2012

원전이 위치한 동해 월성 연안역 주변에서 오염물 이동 확산에 대한 수치 모사를 수행하였다. 월성 연안역의 유속장 재현을 위한 해수유동 수치모형 실험은 EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code) 모델을 사용하여 조위 시계열 검증 및 조화분석을 통한 검증을 실시한 결과 양호한 재현성을 나타내었다. 월성 주변해역의 유속장 산정 결과 창조류시에는 남향, 낙조류 시에는 북향으로 진행되는 결과를 알 수 있었다. 또한 국립수산과학원에서 관측한 수온, 염분의 자료를 이용하여 수치모델을 통한 계산값과 관측값을 비교한 결과 양호한 재현성을 나타내었다. 계산된 해수유동자료와 수온, 염분의 결과를 이용하여 오염물질의 확산특성을 해석하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.245-245
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• 2021

해양으로 유출된 5 mm 이하의 크기로 분해된 미세플라스틱이 해양 환경 오염의 주요 원인으로 자리잡았다. 최근에는 청정해역으로 알려진 남극해에서도 발견되고 있어 남극해에 잔류하는 미세플라스틱 오염 수준을 이해하기 위해 노력하고 있다. 하지만, 파랑의 효과를 고려한 남극해의 해수 순환 구조와 미세플라스틱의 고유 특성을 반영한 미세플라스틱의 거동 및 공간적 분포에 대한 복합적 이해는 상대적으로 부족하다. 남극해에서 발견된 미세플라스틱은 과학기지들의 방류수나, 조사선 등과 같은 인위적인 활동으로 인해 집적될 수 있으며, 특히 영구적으로 거주하는 과학기지에서 흘려보내는 방류수에 포함된 미세플라스틱은 과학기지 주변 해수 오염에 직접적인 영향을 줄 것으로 예상된다. 따라서, 본 연구에서는 파랑 효과에 따른 남극 킹조지 섬(King George Island)에 위치한 세종과학기지의 방류수에 포함된 미세플라스틱의 이송에 대해 모의하였다. 세종과학기지가 위치한 킹조지 섬과 넬슨 섬(Nelson Island) 사이의 멕스웰 만(Maxwell Bay)의 해수 흐름을 재현하기 위하여 해수 유동 모델(Delft3D-FLOW)이 사용되었다. 또한, 해수 유동 모델에 파랑 모델(Delft3D-WAVE)을 결합하여 파랑의 효과가 미세플라스틱의 이송에 미치는 영향을 확인하였다. 세종과학기지의 방류수가 흘러나가는 마리안 소만(Marian Cove)의 유속장을 바탕으로 이송, 확산, 입자의 침강 속도를 고려하여서, 세종과학기지에서 밀물 시 방출한 입자를 라그랑지안 입자 추적(Lagrangian Particle Tracking) 방법을 이용해 추적하였다. 해수의 밀도보다 가벼운 플라스틱의 경우 해수 표층의 흐름을 따라 소만 내부로 이송되어 해안선에 도달하고, 해수의 밀도보다 무거운 플라스틱의 경우 소만 내부로 이송되나 입자의 침강 속도로 인해 방출 위치 근처에서 집적된다. 파랑의 효과를 고려하게 되면, 고려하기 전보다 두 종류의 미세플라스틱 모두 소만 내부로 더 멀리 이송되는데, 이는 파랑으로 인한 힘(wave-induced force)이 해수 유동 모델의 운동방정식에 추가되며 파랑 에너지 분산으로 인해 해수 흐름에 변화를 준 것으로 보인다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제1권1호
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• pp.93-101
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• 1998

연안해역에서 해수순환과 오염물질의 확산과정을 연구하기 위해 수치모형이 널리 사용되어 왔으며, 최근에는 3차원 모형의 개발과 적용이 증가하고 있다. 연안해역에서 해수유동과 확산현상을 해석할 수 있는 3차원 수치모형을 수립하여 발전소 주변해역에서 해수유동과 온배수 문제에 적용하고 현장관측자료와 비교하였다. 수치모형은 실제 연안해역에서 유속분포와 수온분포를 비교적 정확히 재현하였다. 따라서, 수립된 모형은 연안해역의 해수유동 및 확산문제를 해석하는 데 널리 활용될 수 있을 것이다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제7권2호
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• pp.82-88
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• 2004

투과성 항만구조물 주변에서 해수유동을 평가하기 위하여, 흐름 저항을 고려한 수치모형을 사용하였다 조석 조류수치모형에서 임의 물체에 대한 흐름 저항을 고려하기 위하여 수심적분된 전통적인 동수력학 방정식에 항력항을 첨가하였다. 그리고 해수교환율을 평가하기 위하여 임의행보(random walk) 수치모형을 사용하였다. 본 모형은 부산항의 잔교식 항만구조물의 설계에 이용되었으며, 이 때 투과성 구조물은 불투과성 구조물의 경우보다 유속이 증가하고 해수교환율이 향상되는 결과를 보였다. 본 모형은 앞으로 투과성 구조물의 설계에 있어서 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제30권6호
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• pp.253-262
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• 2018

진동수주형(OWC) 파력발전구조물(WEC)은 진동수주실 내의 수위진동에 의해 발생된 공기흐름을 Power-Take-Off (PTO) 시스템을 통해 전기에너지로 회수하는 시스템이다. 일반적으로 PTO 시스템에서 높은 공기유속을 획득하기 위해서는 해수에 비해 상대적으로 적은 단면적을 갖는 공기실이 요구되므로 정확한 공기유속을 모의하기 위해서는 3차원적인 해석이 요구된다. 본 연구에서는 불규칙파동장을 대상으로 해수소통구를 구비한 진동수주형 파력발전구조물의 동적응답을 수치해석적으로 검토하였다. 수치해석에는 오픈소스 기반의 OpenFOAM 및 FOAM 확장 커뮤니티를 위한 파동장 해석을 위해 개발된 OLAFLOW를 적용하였다. 선행연구와 동일한 형상의 해수소통구와 OWC-WEC에 불규칙파랑이 입사한 경우 공기실 내에서 3차원공기흐름과 구조물 주변에서 파랑변형 및 해수소통구 내에서 3차원해수흐름 등에 관한 변동특성을 논의하였다. 이로부터 유의파에 대한 Ursell 수가 클수록 공기실 내 최대 공기흐름속도가 증가하며, 공기실 내부에서 외부로 유출되는 공기속도가 외부에서 공기실 내부로 유입되는 공기속도보다 더 크다는 사실을 알 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권6호
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• pp.723-730
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• 2016

현재 국내바지락 양식 산업은 연안선 변화, 양식 환경악화로 생산량이 감소하는 반면, 수입량 급증으로 인한 어려움에 직면해 있다. 현 실태를 극복하고 지속적인 양식을 위해 서식환경을 종합적으로 이해하는 것이 중요하며, 바지락의 서식환경은 양식장의 생산력과 밀접한 관련이 있다. 본 연구에서는 2015년 6월부터 2016년 5월까지 근소만에 위치한 파도와 법산 갯벌어장에 대하여 생존(입도, 해수유동), 성장(Chlorophyll a, DIN, DIP, 노출시간), 환경(수온, DO, 퇴적물 COD, IL)을 이용하여 서식환경 특성을 구명하였다. 조사결과 파도(최대값; 모래함량 48.76 %, 해수 유속 10.59 cm/s, Chlorophyll a 12.70 ug/L, 노출시간 3시간, DO 18.65 mg/L)는 법산(최대값; 모래함량 37.40 %, 해수 유속 6.02 cm/s, Chlorophyll a 6.41 ug/L, 노출시간 7시간, DO 14.81 mg/L)보다 높은 유속과 모래함량, 풍부한 DO와 영양염으로 바지락 서식에 유리한 조건을 가지고 있었으며, 실제로도 더 높은 서식밀도를 나타내었다. 본 연구는 파도와 법산 바지락 서식지 환경을 파악하여 근소만 갯벌어장의 최적 관리 방안 및 잠재적 적지선정을 위한 기초자료로 활용될 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권9호
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• pp.5826-5834
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• 2014

본 연구는 인천 북항과 염하수로 사이의 해역을 대상으로 인천 영종도 준설토투기장건설과 향후 인천만조력발전소 동측방조제 건설시 흐름차폐로 인한 이 해역의 해수유동변화에 대해 연구를 하였다. 이 해역의 해수유동에 대한 예측은 인천북항 영종도 준설토투기장 건설전, 후 상태와 인천만조력발전소 동측방조제를 건설한 경우를 예상하여 3가지 경우에 대해서 수리모형실험을 수행하고, 현장관측치와 비교하여 흐름을 분석하였다. 수치실험결과 영종도 준설투기장건설전, 후 상태에서는 유향과 유속이 비슷한 양상으로 나타나고 있으며, 인천만조력발전소 건설시 동측방조제를 건설한 경우에는 경기만과 흐름차폐로 인하여 흐름 양상이 크게 변화되고 있음을 알았다. 즉, 흐름은 남북방향이 되고, 하류인 경인아라뱃길 주 항로가 되는 호도 하류부인 A, B, C지점에서는 유속이 다소 증가되고 있고, 염하수로 하류부(D)에서는 오히려 유속이 감소되고 있다. 그리고, 세어도 서쪽해역과 방조제 동측해역에서는 유속이 완만한 선회류가 발생하고 있음을 알았다. 본 연구는 인천만조력발전소 건설계획과 향후 경인아라뱃길 운영을 위한 기초자료로 활용이 가능할 것으로 사료된다.

• 한국수산과학회지
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• 제28권5호
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• pp.624-634
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• 1995

가막만의 해수유동 변동특성을 연구하기 위하여 1994년 7월 21일부터 8월 8일까지 가막만 남쪽 입구의 송도 부근, 북쪽 입구의 여수, 그리고 만 중앙부의 평사 부근의 3개 지점에 유속계를 계류하였고, 송도 선착장과 여수항 부근의 2개 지점에 조위계를 설치하여 10분 간격으로 연속관측하였다. 가막만의 양쪽 수로에 도달하는 조석파의 위상관계를 알아보기 위하여 기기를 남쪽과 북쪽의 입구에 설치하였으며 이들 입구를 통해서 유입, 유출되는 조류가 만 내부의 해수순환에 어떤 영향을 주는지 알아보기 위해서 내만의 평사 부근에 유속계를 추가로 설치하였다. 최대조차는 여수와 송도에서 각각 357, 352cm 였다. M2, S2, Kl, O1 분조의 진폭은 여수에서는 각각 95.5, 48.8, 20.5, 14.0cm 였고 송도에서는 각각 93.6, 47.2, 21.3, 13.1cm 로서 조석의 형태수는 공통적으로 0.25 미만으로 반일주조가 지배적이었다. 양쪽 입구를 통해서 들어오는 주요분조의 위상차는 거의 없었다. 천해조 성분은 양쪽 모두 전체 진폭의 $4\%$ 이하로서 마찰효과 및 비선형효과는 매우 작았다. 조류의 최대유속은 송도부근에서 약 100m/sec, 내만의 평사에서 약 40cm/sec 였으며 M2분조의 유속은 각각 47.2, 14.8cm/sec 였다. 송도부근에서 조류성분은 주로 북서-남동 방향이고 반시계 방향의 회전성을 가지고 있으며 항류 성분은 남서 방향으로 17cm/sec 였다. 반면에 내만에서는 북동-남서 방향의 조류성분이 지배적이고 시계방향으로 회전하며 항류는 남동방향이고 0.9cm/sec 로 매우 약하지만 시간적으로 바람의 영향을 많이 받는 것으로 나타났다 전반적으로 가막만의 동부 내만과 송도 부근에서는 남쪽방향으로의 항류성분이 존재하는데 그 원인을 설명하기 위해서는 보다 충분한 관측을 통한 해수순환에 관한 연구가 필요하다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제26권2호
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• pp.63-81
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• 2021

이 연구에서는 2018년 늦은 봄철을 대상으로, 제주도내 위치한 제주와 보목 하수처리장의 해양방류구 주변 해역의 하수처리 방류수의 이동 특성을 파악하기 위하여 다층 유향·유속계 (Acoustic Doppler Current Meter; ADCP)와 지역규모 해양 수치모델의 가상 추적자 실험을 활용한 분석을 수행하였다. ADCP관측 결과에 의하면 두 하수처리장 모두 방류구 인근 해역의 해수 유동은 비조석 성분 보다 조석 성분이 컸고, 조류는 등수심선과 평행한 방향의 왕복성 운동이 지배적이었다. 조화 분석결과는 제주와 보목 하수처리장 해역 모두 반일주기 유속 성분이 우세한 혼합형 조석특성이 지배적이지만, 보목 하수처리장 주변의 유속 세기가 제주 하수처리장 유속의 50% 정도로 느리고, 조류의 회전성이 제주는 시계 방향, 보목의 경우 반시계 방향으로 지역적으로 차이를 보인다. 특히, 보목 하수처리장 방류구 주변해역은 상대적으로 느린 유속과 더불어 잔차류가 등수심선을 가로질러 연안으로 향하기 때문에 해안을 따라 오염물질이 집적되는데 유리한 환경이다. 고해상도 수치실험은 유속·유향 현장 관측 결과와 유사한 해수 유동 특성을 잘 모의하였으며, 오염물질의 이동확산을 파악하기 위한 추적자 실험을 통하여 잔차성분이 연안을 향하는 보목 하수처리장 연안에서 오염물질 잔류량이 상대적으로 높아질 수 있음을 제시하였다. 이러한 결과는 늦은 봄철에 보목 하수처리장 인근 해역이 상대적으로 약한 조류와 연안을 향하는 잔차성분의 영향으로 하수처리 방류수에 의한 연안 오염 가능성이 높은 환경임을 제시하는 결과이다. 퇴적유기물 조사에서도 보목하수처리장 인근 연안은 중간오염 단계를 보임으로써 조석 잔자류에 의한 연안 오염물질 축적과 그에 따른 연안환경오염의 가능성을 뒷받침하고 있다.