• 제목/요약/키워드: Buoyancy Stability

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Numerical study on the resonance behavior of submerged floating tunnels with elastic joint

  • Park, Joohyun;Kang, Seok-Jun;Hwang, Hyun-Joong;Cho, Gye-Chun
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제29권3호
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    • pp.207-218
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    • 2022
  • In submerged floating tunnels (SFTs), a next-generation maritime transportation infrastructure, the tunnel module floats in water due to buoyancy. For the effective and economical use of SFTs, connection with the ground is inevitable, but the stability of the shore connection is weak due to stress concentration caused by the displacement difference between the subsea bored tunnel and the SFT. The use of an elastic joint has been proposed as a solution to solve the stability problem, but it changes the dynamic characteristics of the SFT, such as natural frequency and mode shape. In this study, the finite element method (FEM) was used to simulate the elastic joints in shore connections, assuming that the ground is a hard rock without displacement. In addition, a small-scale model test was performed for FEM model validation. A parametric study was conducted on the resonance behavior such as the natural frequency change and velocity, stress, and reaction force distribution change of the SFT system by varying the joint stiffness under loading conditions of various frequencies and directions. The results indicated that the natural frequency of the SFT system increased as the stiffness of the elastic joint increased, and the risk of resonance was the highest in the low-frequency environment. Moreover, stress concentration was observed in both the SFT and the shore connection when resonance occurred in the vertical mode. The results of this study are expected to be utilized in the process of quantitative research such as designing elastic joints to prevent resonance in the future.

LTE 통신 시스템 기반의 원격 어군탐지기 개발을 위한 데이터 전송 성능에 관한 연구 (A study on the data transmission performance for the development of the telesounder based on LTE communication system)

  • 허겸;황두진;강태종;신현옥
    • 수산해양기술연구
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    • 제58권2호
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    • pp.153-158
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    • 2022
  • A telesounder is a device that can monitor the appearance of fish in the sea on land and store fish detection data. This study was conducted to monitor the appearance of fish resources in coastal or near seas by using LTE communication for data transmission of the telesounder. The purpose of this study was to develop a prototype telesounder that can monitor the appearance of fish groups in the waters about 50 km away from the coast and store fish detection data. In this study, the prototype telesounder including a fish finder, communication device and battery for stable operation at sea was developed. The stability of telesounder buoy, data transmission/reception and expected use time were investigated. The expected use time of the telesounder using LTE communication with a lithium battery (12 V, 120 Ah) was about 274 hours under the conditions of 10 minutes off and 10 minutes on, about 520 hours under the conditions of 30 minutes off and 10 minutes on, and about 142 hours under continuous conditions. As a result of the sea test, it was found that the telesounder can be used in the sea area moved about 34 km from the land and the telesounder buoy was evaluated to have secured basic stability (buoyancy balance, waterproof, antenna strength, etc.) for operation in a marine environment.

사면 내의 지하수 유동과 사면의 안정성에 대한 강수 영향의 완전 연동된 수리지질역학적 수치 해석 (A Fully Coupled Hydrogeomechanical Numerical Analysis of Rainfall Impacts on Groundwater Flow in Slopes and Slope Stability)

  • 김준모
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제18권6호
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    • pp.5-16
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    • 2002
  • 사면 내의 지하수 유동과 사면의 안정성에 대한 강수의 영향을 평가하기 위하여 수리지질역학적 수치 모델이 제시되었다. 이 수치 모델은 변형성 지질매체 내에서의 포화-불포화 지하수 유동을 설명하는 완전 연동된 간극탄성론적 지배 방정식들과 Galerkin 유한요소법에 근거하여 개발되었다. 이렇게 개발된 완전 연동된 수리지질역학적 수치 모델은 다양한 강수량 조건 하에 있는 불포화 사면에 대한 일련의 수치모의실험에 적용되었다. 이러한 수치모의실험 결과들은 강수량이 증가할수록 사면의 전반적인 수리역학적 안정성이 저하되며 잠재적인 파괴가 사면 전단부에서부터 시작되어 사면 정상부 쪽으로 팽창됨을 보여주고 있다. 강수량이 증가함에 따라 수리지질학적으로는 압력수두와 전체 수리수두가 증가한다. 그 결과 지하수면이 상승하고 불포화대가 감소하며 삼출면이 사면 전단부로부터 사면 정상부쪽으로 팽창하고 이러한 삼출면에서의 지하수 유동 속도도 증가하게 된다. 한편 강수량이 증가함에 따라 지질역학적으로는 사면 전단부를 향해 수평 변위는 증가하지만 수직 변위는 감소하게 된다. 이는 강수량 증가에 따른 지하수면의 상승에 수반하는 부력에 기인하는 것으로 해석된다. 그 결과 사면의 전반적인 변형이 사면 전단부를 향해 심화되고 전단파괴 안전율이 1 이하인 불안전한 지역이 사면 전단부에서 두꺼워지면서 사면 전단부에서부터 사면 정상부 쪽으로 팽창하게 된다. 또한 수치모의실험 결과들은 이러한 잠재적인 전단파괴면과 지표면 사이의 지반에서는 잠재적인 인장파괴가 발생할 수 있음을 보여주고 있다.

MODIS 적외 자료를 이용한 한반도 지역의 대기 안정도 지수 산출 (Estimating Stability Indices from the MODIS Infrared Measurements over the Korean Peninsula)

  • 박성희;정의석;;손병주
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.469-483
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    • 2006
  • Terra 위성에 탑재된 MODIS 적외채널의 밝기온도 자료를 이용하여 한반도 지역에 대해 안정도 지수를 산출하는 알고리즘을 개발하였다. 안정도 지수는 정역학 평형 상태하에서 연직 변위에 대한 대기의 안정도로 정의되며, 대류성 폭풍우의 가능성을 나타내는 지수로 사용된다. RDAPS의 온도와 습도 연직분포 자료를 비선형 물리적 방법에 필요한 초기 추정 자료로 사용하여 KI, KO, LI, MB 지수를 산출하였고, RTTOV-7을 이용하여 물리적 복원 방법에 요구되는 긴 계산 시간을 단축하였다. 복사전달 모의를 통해 추정된 밝기온도는 관측값과 잘 일치하는 것으로 나타났다 단기 예보에 대한 유용성을 살펴보기 위해 안정도 지수 산출 알고리즘을 급격히 발달하는 대류성 폭풍우 사례에 적용하였다. RDAPS로부터 계산된 안정도 지수와 NASA에서 산출한 안정도_ 지수에 비해 대류운의 발달이 예상되는 지역을 보다 정확하게 예측하는 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서 개발된 알고리즘을 사용하여 순간 예보와 단기 예보를 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

부력 제어식 가두리 모형의 부침 특성 및 안정성 해석 (Analysis of submerging characteristics and stability of the model submersible fish cage operated by buoyancy control)

  • 이건호;차봉진;정성재
    • 수산해양기술연구
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    • 제48권1호
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    • pp.40-50
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    • 2012
  • This study aims to analyze the performance of a submersible fish cage which was designed for developing an economical cage system can be applied in korean aquaculture environment easily. To analyze the performance of the designed cage a model test was carried out. In the test, inclination changes of the upper frame and mooring tensions of model cage were measured during the submerging and surfacing motion in still water and wave condition (period: 2s, wave height: 0.1, 0.2, 0.3m). As a result, in the still water condition the model cage kept horizontal balance and inclination degree of the upper frame was about $1^{\circ}$. In the wave condition, the model cage showed bilateral symmetric up-and-down motion but the average inclination degree of the upper frame was about $0^{\circ}$. When the model cage reached at a depth of 1m, the up-and-down motion of the cage was decreased by 12% compared with that of at the surface (period 2s, height 0.3m). In the same wave condition, the maximum and average line tension under the bottom position were about 8% and 11% respectively compared with that of at surface.

어선원 기초안전교육 교육과정 및 제도 개선에 관한 연구 (A Study on the Improvement of the Basic Safety Training Course and Regulation for Fishing Vessel Seafarers)

  • 조장원;한세현;김기선
    • 수산해양교육연구
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    • 제29권3호
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    • pp.857-868
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    • 2017
  • The basic safety training for fisheries is being conducted to cope with an emergency situation and prevent the maritime accidents. A new joined person must be educated the safety training and a refresher must be completed the refresher training course every 5 year in according to the STCW-F and seafarers' Act. In order to achieve the objectives of marine safety training, it is necessary to distinguish the trainees by ship's type and the courses should be implemented in consideration of safety equipment of fishing vessels. However, since the classification criteria of seafarers' Act are unclear, the officer of fishing vessels which is over G/T 25 tons has been trained through the same course and curriculum for merchant ship's seafarers. About 80 % of domestically registered fishing vessels are small size ships(less than 100 tons) and there is not many safety equipment required by law. In case of marine accidents such as collision, the small vessel losses its buoyancy and stability caused by damage of hull. despite fisheries fall into the sea during fishing work in bad weather on the deck, there was no safety equipment by law. So fisheries must be trained by a safety training course suitable for fishing vessel. The purpose of this study is to develope the suitable course for fisheries by analysis current curriculum and rules. so suggested the basic safety training course for fisheries and institutional improvement.

PIV를 이용한 범포 주위의 유동장 특성 (The characteristics of the flow field around canvas kite using the PIV)

  • 배봉성;안희춘;배재현;박창두;김인옥
    • 수산해양기술연구
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    • 제42권2호
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    • pp.86-96
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    • 2006
  • This research aims at establishing the fundamental characteristics of the kite through the analysis of the flow field around various types of kites. The approach of this study were adopted for the analysis; visualization by PIV(particle image velocimetry). Also, the lift and drag tests of kites had been performed in our previous finding(Bae et al., 2004a; Bae et al., 2004b). For this situation, models of canvas kite were deployed in the circulating water channel for the PIV test using the same conditions as in the lift and drag tests. The results obtained from the above approach are summarized as follows: Given the rectangular and triangular kites when attack angle is $20^{\circ}$, vortex by the boundary layer separation was seen in the leading edge and the flow towards the trailing edge was more turbulent. But, the inverted triangular type kite was seen to be stable without any boundary layer separation or turbulence. The increase of the attack angle resulted in the eddy in order of the rectangular, triangular and inverted triangular type. The magnitude of the eddy followed the same order. The effect of edge-eddy was biggest in the triangular type followed by the rectangular and then the inverted triangular type. The kite as the buoyancy device or the opening device will be very useful when the appropriate applications and the stability are met.

운영중 다목적 복층터널의 부력영향 검토 (Review on the buoyancy effect of the multi purpose double-deck tunnels during operation)

  • 김호종;김현아;주은정;신종호
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제17권6호
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    • pp.623-635
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    • 2015
  • 지하수위 아래에 건설되는 복층터널은 비교적 대단면이며 비배수 터널로 건설되는 특징을 가지고 있다. 지하수위 하부에 위치하는 터널은 지하수로 인해 발생하는 부력으로부터 터널의 안정성 확보방안이 필요하다. 일반적으로 터널 라이닝과 지반사이의 경계면에서의 결합력은 부력에 대해 충분한 안정성을 발휘한다. 그러나 장기적인 시간이 경과하면 구조물의 열화로 인하여 결합력이 감소할 수 있다. 본 연구에서는 장기적인 관점에서 부력으로 인한 복층터널의 영향을 조사하였다. 그 결과 부력으로 인해 터널 하단부분에서 변형과 라이닝에 작용하는 응력이 증가하였다. 본 연구로부터 운영중 터널의 라이닝과 지반사이의 결합력을 유지시킬 수 있는 방안이 필요함을 알 수 있다.

정지수체로 방류된 연직다중\ulcorner㈏\ulcorner최소희석률 (Minimum Dilution of Vertical Multijet Discharging into Stagnant Water)

  • 김홍식;서일원;유대영;서용원
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제32권2호
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    • pp.153-162
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    • 1999
  • 본 연구에서는 정지수체에서 다공확산관을 통해 방류된 연직다중의 혼합 및 희석 특성에 대해 규명하였다. 3차원 실험수조에서 실험을 통해 밝혀진 결과는 다음과 같다. 우선 다공확산관의 병합과정을 살펴보면 흐름의 안정조건에 따라 병합거리가 다소 차이가 있기는 하지만 {{{{ { z}_{ } }}}}/{{{{ {l}_{ } }}}}가 대략 3인 지점부터 병합이 시작되어 그 이후에는 평면부력?의 거동에 서서히 가까워짐을 알 수 있다. 최소희석률에 대해 분석해 본 결과, 방류운동량이 지배적인 영역, 천이영역, 그리고 부력이 지배적인 부력류영역으로 나누어 희석률 특성을 표현할 수 있음을 알 수 있었다. 본 연구의 실험결과 다공확산관의 경우 부력류영역의 희석률 상수가 평면확산관에 비해 15% 더 높게 나왔다. 그 이유는 다공확산관의 경우 병합 이전에는 개별의 경계면에서 주변수의 포획이 발생하여 희석이 증대되기 때문이다.

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풍화암에 시공된 Bar Type 부력앵커의 수평재하시험 (Lateral Load Test on the Bar-type Anti-buoyancy Anchors in the Weathered Rock)

  • 박찬덕;이규환;유남재;이송
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제8권4호
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    • pp.165-174
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    • 2004
  • 본 연구에서는 고속철도 ${\bigcirc}{\bigcirc}$역사 공사구간 중 굴착구간에 인접하여 하천이 위치하고 공사구간 좌측에는 항상 만수위 상태의 저수지가 있어 지반 굴착시 지하 5m 깊이에서 지하수위가 존재하는 구간에 설치된 부력앵커의 수평재하시험에 관한 연구이다. 따라서 본 연구에서는 지하수위 면이 발생하는 구간에 설치된 부력앵커의 현장 수평재하시험을 통해 영구적으로 지하수위에 의해 부력을 받는 구조물의 장기적인 안정성을 평가하고자 한다. 이를 위해 고강도 강봉이나 강연선을 사용, 지반과의 마찰력을 이용하여 부력에 저항하는 방법으로 충분한 인발력을 확보할 수 있는 Bar Type 앵커를 사용하였다. 고속철도의 제동과 가속에 의해 수평력을 받는 지하구조물 바닥 슬래브에 부력방지용 앵커를 설치하였다. 이로 인해 Bar Type 부력앵커에 발생되는 거동특성을 파악하기 위해 수평재하시험을 실시하여 고속철도의 주, 정차시 열차의 급제동및 출발에 의해 발생되는 수평력에 대한 부력앵커의 거동특성을 파악하고자 하였다.