• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2006년도 전기학술대회논문집
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• pp.311-312
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• 2006

선박의 추진축은 선박의 기관실 최말단부에서 바깥의 프로펠러까지 선체를 관통하여 설치되고 회전하기 때문에 선외로부터의 해수유입을 쳐대한 차단하는 역할을 하는 독특한 메커니즘을 가진 축밀봉장치(Shaft Sealing System)를 필요로 하는데 이것을 스턴튜브 씰(Stem Tube Seal)이라고 한다. 본 연구는 국내 중소형 선사들이 저렴한 가격대비 우수 품질의 씰 및 하우징을 사용할 수 있고 3차원 형상화를 통하여 선박의 운용자가 쉽고 정확하게 스턴튜브 씰을 이해 및 신속 정비가능, 해외업체 생산 규격을 선박 축에 맞게 절단, 접합의 씰 성능저하 관행을 고쳐 선주가 원하는 사양과 규격대로 제작된 우수한 씰 제품을 공급할 수 있고, 선박용 기자재에 대한 기초지식, 씰링 메카니즘, 구조 및 유동 해석 결과를 제공하여 국내 최초의 무접착 원형 메인 씰 개발 및 씰 하우징 제작 및 독자설계 기술을 확립하고자 한다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제11권3호
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• pp.164-174
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• 2008

섬진강 하구역을 중심으로 광양만과 여수해만에서의 동시 관측한 염분의 현장관측자료의 분석과 기상, 조석, 하천유출수 및 온배수를 고려한 3차원 수치모델(EFDC) 결과를 이용하여 섬진강 하구역의 3차원 혼합특성을 파악하였다. 수치모델에 고려된 입력조건은 수심, 기상, 하천유출수 및 온배수 등이며, 개방경계에서는 염분 및 조석을 고려하여 수치모의하였다. 수치모델 검증은 조위 2개 정점과 조류 2개 정점의 조화분석을 통한조화상수 비교를 통하며 모델결과가 관측결과와 잘 일치하고 있음을 확인하였고, 조시별 유동장을 잘 재현하고 있음을 확인하였다. 동계 및 하계시 월평균 하천유출수를 고려하여 수치모의한 결과, 동계에는 32.0 psu의 등염분선이 섬진강 하구에 국한되어지나, 하계에는 30.0psu의 등염분선이 하천유출량의 영향으로 섬진강 하구역으로 확장되어짐을 확인할 수 있었다. 한편, 섬진강 하구역의 3차원 혼합특성은 전반적으로 섬진강 유출량의 변동, 해수유동구조 및 온배수 등에 의해 복잡한 형태를 보이는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제12권3호
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• pp.124-132
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• 2009

하수의 해양방류시스템의 형식과 방류위치 결정을 위해 해수유동모의, 근해역 희석률 모의 그리고 원해역 확산모의가 수행되었다. 방류 후보지점 주변의 조위와 조류는 관측조위 및 조류를 잘 재현하는 2차원 유한요소모형에 의해 수행되었으며, 계산된 조위 및 조류 모의결과에 기초하여 방류 후보지점이 결정되었다. 방류시스템으로는 단일확산관과 다공확산관이 고려되었다. 단일확산관과 다공확산관을 통한 하수 방류의 근역 확산이 CORMIX모형에 의해 검토되었으며, 원역 확산이 2차원 Random-walk 확산모형에 의해 실시되었다. 모의결과로부터 수심, 조류, 방류위치, 방류속도, 확산관 길이 등이 확산범위와 희석률에 미치는 영향이 다각도로 검토되었다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제8권4호
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• pp.411-419
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• 2003

마산만에 연한 가포지역은 1990년에서 1994년 사이에 이루어진 마산만 준설공사 시 오염퇴적물이 투기된 지역으로서, 인공갯벌 조성에 따른 자연정화능력과 저서생태계의 반응을 살필 수 있는 이상적인 연구 장소이다. 이곳의 유기물과 영양염의 유동량을 추정하기 위하여, 2001년 말부터 2002년 초까지 4차례에 걸쳐서 1-조석 주기 동안 l시간 간격으로 해수를 채취하였다. 3차원 해저지형도에서 시각별 해수 유동량을 추정하고 각 물질의 농도를 측정하여, 각 시간동안 물질의 유입과 유출을 구하였다. 1-조석주기 동안 총유입량과 총유출량을 비교하여, 순유입, 유출을 추정하였다. 유기물의 양을 대표하는 화학적산소요구량은 2001년 10월과 12월 그리고 2002년 4월에 2.2∼3.9 g m$^{-2}$ h$^{-1}$로 순 유출 되었고 2002년 3월에만 1.4 g m$^{-2}$ h$^{-1}$의 순유입이 있었다. 암모니움 이온은 모든 계절에서 0.1∼118 mg m$^{-2}$ h$^{-1}$의 순유출을 나타냈다. 본 조사 기간 중 가포지역의 인공갯벌은 유기물이 분해 되기보다는 생성되는 곳이었다. 그러나 유동량은 조사 시기별로 큰 차이를 보여, 가포지역이 유기물 분해에 기여하는 정도를 알기 위해서는 장기간의 조사가 필요하다.

• 해양환경안전학회지
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• 제18권2호
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• pp.145-152
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• 2012

최근 지구온난화 문제가 대두되면서 신재생에너지 개발을 위한 여러 기술적인 해결책이 제시되고 있는데, 그 중 산업적으로 크게 주목을 받고 있는 분야가 바로 해양에너지이다. 삼면이 바다로 둘러싸인 우리나라는 부존자원이 풍부하여 조력, 조류, 파력에너지에 대한 실용화 기술이 요구되고 있으며, 특히 빠른 조류흐름을 이용하는 조류발전은 해양환경에 거의 영향을 끼치지 않는 친환경적인 발전 방법이다. 조류발전은 조수간만에 의해 발생되는 해수의 자연적인 수평 유체흐름을 로터 및 발전기를 설치하여 회전운동으로 변환시켜 전력을 생산하는 발전 형태이다. 조류발전은 로터의 방향에 따라 크게 수평축 형태와 수직축 형태로 구별할 수 있으며, 발전량은 로터 단면의 크기와 조류속도에 따라 큰차이가 난다. 따라서 본 연구는 저수심형 100 kW급 수평축 조류발전 터빈의 성능해석을 위하여 상용 ANSYS-CFX를 이용하여 3차원 유동해석및 성능평가를 수행하였고, 유동해석을 통해 회전하는 로터 블레이드 표면 유선, 로터 주변 3차원 유동특성에 대해 고찰을 하였다. 그 결과 토크는 터빈의 날개가 증가함에 따라 증가하다가 TSR 3.77에서 최대토크가 발생하였으며, 그 이후 날개끝 속도비가 증가해도 토크는 감소하였다. 또한, 설계유속에서 0.38의 최대 출력계수를 얻었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권12호
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• pp.6447-6454
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• 2013

기존 해수취수시스템의 경우 해수오염, 부유물질, 취수의 불안정 및 유지관리의 어려움 등으로 인해 해수취수의 어려움이 발생하곤 하였다. 이와 같은 단점을 극복하고자 매설식 해수취수시스템을 개발하여 격포항에 설치하였다. 본 연구에서는 새로운 시스템의 거동을 검토하고자, 수질관측 및 3차원 수치모의 실험을 수행하였다. 이 취수시스템에 대하여 총 5회에 걸쳐 COD, 총질소, 총인, PH 그리고 부유물질에 대하여 수질분석을 수행한 결과, COD, 총질소, 총인, PH의 경우 취수 전 후 저감 효과는 미미하였다. 그러나 부유물질의 경우 수산용수 1급 5 mg/L 이하로 정화되는 효과가 나타났다. 수치모형은 유한체적법 기반의 CFX 모형과 RNG $k-{\epsilon}$ 알고리즘을 선정하였으며, 여과사, 외부관 지름 및 두께를 재현하기 위해서 다공성 알고리즘을 적용하였다. 수치모의 실험을 수행한 결과, 2중관 구조가 내외부관 사이의 공간에 의해 압력의 분포를 균등하게 하여, 흐름 상태나 안정적인 취수측면에서 유리한 것으로 분석되었으며, 취수관을 다열 배치하였을 때 중앙 취수관과 비교하여 양쪽 취수관에서 유량이 0.98배로 감소하였지만 유동의 간섭현상은 발생하지 않았다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제23권6호
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• pp.466-473
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• 2011

온배수의 수중 방류 시 강한 방류 모멘텀 플럭스와 부력 플럭스에 의해 수중제트 인근에는 부력제트가 지배적인 근역이 형성되며, 이러한 근역을 해석하는 도구로써 비정수압 RANS 방정식을 적용한 전산유체역학(CFD) 모델을 이용하여 근역에 대한 적용성을 검토해 보았다. 과거 연구된 바 있는 원형 부력제트 수리실험과 유사한 조건으로 모델을 구성하고 정류시의 수평 부력 제트 경우와 가로흐름시 수직 부력 제트 경우에 대해 수치 실험을 수행하였다. CFD 수치실험의 결과는 수리실험 및 해석해 모델(CorJET)의 결과와 무차원화한 중심 궤적 및 희석율에 대해 비교 검증하였는데, 실제 수리실험의 결과와 잘 일치하는 것으로 나타났다. CFD 모델은 현재 근역 해석해 모델과 광역 준3차원 해수유동 모델이 가지고 있는 한계를 모두 보완할 수 있어 수중방류 온배수 영향해석에 적합한 모델이며, 본 연구를 통해 근역해석의 적합성을 확인하였으므로 향후 계산효율이 확보된다면 수중방류 온배수의 이동 및 확산 해석 도구로써 널리 활용될 것으로 기대된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제20권4호
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• pp.335-344
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• 2014

본 연구는 한국 남해 연안에서 하계에 상습적으로 발생하는 유해적조생물의 이동과 확산에 관하여 파악하는 것이다. 먼저 3차원 해수유동모델(POM)을 이용하여 조석의 효과, 수온 염분, 바람 효과 및 쓰시마난류를 고려한 잔차류를 계산하였다. 잔차류에 의해 부유 이동하는 적조생물의 시간에 따른 공간적인 분포를 파악하기 위하여 국립수산과학원의 적조속보 자료를 이용하여 한국 남해안에서 유해적조의 최다 발생한 3개 지역 가막만(Case 1), 미조연안(Case 2), 미륵도연안(Case 3)을 선정하여 적조발생을 유형별로 수치실험을 하였다. 가막만 남부해역에서 적조가 발생한 경우(Case 1)는 발생지점으로부터 서쪽에 위치한 나로도주변해역과 여자만으로 주로 이동 확산하였다. 미조연안에서 적조가 발생한 경우(Case 2)는 발생해역의 북동측에 위치한 해역으로 입자들이 주로 이동하는 것으로 나타났다. 그리고 미륵도 주변해역에서 입자가 발생한 경우(Case 3)는 욕지도주변해역과 자란만-사량도 주변해역에서 가장 많이 분포하였다. 특히 Case 3의 경우 확산된 입자가 연구 해역의 남동쪽에서 북동향하여 진행하는 쓰시마 난류의 영향을 받아 거제도 남부와 동부해역에 분포하는 현상을 볼 수 있다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제10권4호
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• pp.151-164
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• 1998

서산 A·B지구 간척사업에 따른 방조제 축조에 따라 야기되는 천수만 내 조석현상 변화를 파악하기 위하여 수심적분 2차원 해수유동 수치모형실험을 실시하였다. 외해 개방경계조건을 확보하기 위하여 3개 지점에서 조석관측을 실시하였고 수치모형의 검증을 위하여 천수만 내 2개 지점에서 조류관측을 실시하였다. 수치모형 실험결과는 관측된 조류를 기준으로 할 때, 북부해역, 백사수도, 중부해역, 남부해역의 순으로 유속의 감소가 크게 나타났다. 방조제 건설 후 천수만 북부에서 조간대 노출이 발생하는 시각은 약 51분 정도 빨라졌으며, 노출시간은 23분 정도 길어진 것으로 나타났다. 고조 발생 시각은 1시간 정도 앞당겨졌으며, 고조 수위는 15 cm 정도 낮아졌다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제6권2호
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• pp.174-185
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• 1994

본 논문에서는 수평유속의 연직방향 변화 결정에 유한요소기법(FEM)을 이용하고 수평방향으로는 유한차분기법을 사용하는 복합형 Galerkin 연직함수 전개모델에 새로이 유사변환기법을 추가한 3차원 해수유동모델의 개발에 대하여 기술하였다. 기본방정식의 연직방향으로 선형보간함수를 기저함수로 사용하여 Galerkin 기법을 적용하여 구성되는 행열 방정식에 유사변환기법을 적용, 각 절점의 유속값을 해석적으로 구하였다. 유사변환기법을 적용하여 최종 얻어지는 모우드 shape 방정식은 비연계된 방정식으로 구성되므로 역행렬 계산이 필요없어 계산시간이 절약된다. 또한 수립된 모델은 고유벡터행렬로 구성되는 모우드 shape가 도입됨으로써 모우드 shape 몇개만 사용하여도 거의 수렴된 값을 얻을 수 있어 계산시간을 절약할 수 있다. 등수심하 유한영역과 무한영역에서의 수치실험을 통하여 개발된 모델의 적용 가능성을 검증하였다.