• 대한토목학회논문집
• /
• 제33권5호
• /
• pp.1887-1895
• /
• 2013

이 연구에서는 2차원 조파수조에서 수리모형실험을 실시하여 수중터널 모형의 수리학적, 구조적 성능을 고찰하였다. 수심 및 부력 대 자중비를 다양하게 변화시킨 조건에서 파고 및 주기가 서로 다른 규칙파를 조파하여 실험을 수행하였다. 실험 자료의 분석을 통해서 연직방향 및 횡방향 동요가 파고 및 주기에 따라 선형적으로 증가함을 확인하였다. 반면에, 회전 운동의 크기는 파고 및 주기가 설계파 정도로 커지지 않으면 별로 크게 나타나지 않았다. 마찬가지로, 계류장력 및 수중터널에 작용하는 파력도 파고 및 주기에 따라 선형적으로 증가하였다. 수심 및 부력 대 자중비의 변화와 관련해서는, 구조적 거동 및 수중터널에 작용하는 파력의 크기 모두 수심 증가 및 부력 대 자중비 감소에 따라서 전체적으로 감소하는 경향이 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제43권2호
• /
• pp.153-165
• /
• 2010

Large-Scale Particle Image Velocimetry (LSPIV)는 Particle Image Velocimetry (PIV)를 실험실내의 비교적 규모가 큰 흐름이나 하천에서의 표면유속장의 측정 등 넓은 영역에 적용할 수 있도록 확장시킨 것이다. LSPIV는 PIV의 구성요소를 포함하여 추적자 투하, 조명, 촬영, 이미지 변환, 이미지 처리 및 후처리의 여섯 단계로 구성된다. 본 연구에서는 LSPIV의 모바일 버전인 MLSPIV를 이용하여 하천에서의 유속측정시 각 단계별로 발생가능한 오차성분을 정의하였고, 기존의 연구 결과를 바탕으로 오차의 영향이 정량적으로 밝혀진 것을 정리하였다. 각 단계별로 오차 발생요인을 조사한 결과 27개의 성분오차성분을 파악하였다. 이중에서 5개의 오차요소는 기존에 연구가 진행되었고, 7개의 오차요소는 본 논문에서 적용시의 MLSPIV에는 그 효과가 미치지 않는 것으로 파악하였다. 나머지 15개의 오차성분 중 4가지 오차성분- 샘플링시간, 이미지 해상도, 추적자의 성질, 바람-에 대해서 유속산정시 미치는 영향을 파악하기 위하여 개수로 실험장치를 이용한 실내시험을 실시하였다. 이미지 프로세싱에 이용한 이미지수로부터 나타나는 유속계산 오차를 조사한 결과 이미지의 개수가 50매 이상인 경우는 이로 인한 오차가 1 % 이하로 감소함을 파악하였다. 촬영된 이미지의 해상도가 유속계산시 미치는 영향을 조사하기 위해 세 가지 이미지 해상도로 변화시키면서 유속측정 오차를 분석한 결과 저해상도의 이미지를 이용한 경우 고해상도 이미지를 이용한 경우와 비교하여 3 % 가량의 차이를 나타내었다. 추적자의 성질과 바람의 영향에 대해서는 흐름의 평균유속이 큰 경우에는 바람이 추적자에 마치는 영향이 현격히 줄어듬을 보이고 있다. 즉, 유속이 증가함에 따라 바람의 영향은 감소하나, 바람의 영향을 최소화시키기 위해서는 가급적 비중이 큰 물질(0.5

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제46권1호
• /
• pp.25-34
• /
• 2013

본 연구에서는 복렬사주의 모드를 객관적으로 판단할 수 있는 2중 퓨리에 해석을 수행하여 하폭의 변화에 따른 복렬사주의 발달 과정을 정량적으로 분석하였다. 초기에 직선하도에서 하안침식이 발생하고, 하폭 대 수심의 비가 증가하면서 복렬사주가 발달하였다. 사주가 하류로 이동하면서 성장하고, 사주의 주변에서 흐름이 분리되어 하안 침식을 가속시키면서, 지형이 지속적으로 변하여 유사의 유출특성에 영향을 주었다. 2중 Fourier 해석에 의한 하상파(wave)의 분포와 지배적인 성분의 변화를 분석한 결과, 초기에1-1 모드(mode)인 교호사주가 지배적이지만, 시간이 지나면서 하폭이 증가하여 상대적으로 수심이 감소하면서 2-3 모드가 지배적인 것으로 나타났으며, 교호사주의 강한 비선형 특성이 상호작용하기 때문이다. 하안침식이 진행되면서 하폭 대 수심의 비가 증가하고, 무차원 소류력이 감소하였다. 하폭 대 수심의 비가 증가할수록 사주의 이동속도가 감소하고, 사주의 파장은 증가하였다. 무차원 소류력이 증가하면서, 사주의 이동속도는 증가하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제10권3호
• /
• pp.173-180
• /
• 2007

파력에너지 변환을 위해 설계된 착저식 진동수주형 공기실 내의 파진폭 변화를 우리나라 연안의 특징적인 파랑 조건을 적용하여 조사하였다. 진동수주형 공기실의 형상인자가 파력에너지 변환에 미치는 영향을 파력에너지의 흡수 효율 관점에서 분석하였다. 실험적 및 수치적 접근법을 함께 사용하여 그 결과들을 상호 비교하였으며, 주어진 파랑 분포 하에서 파력에너지 흡수가 최대가 되는 형상인자들의 최적화를 목적으로 연구가 수행되었다. 실험은 공기실의 이차적원 형상을 가정하여 이차원 조파수조에서 실시되었으며, 수치적 해석은 공기실 내에서는 변동하는 공기압을 고려할 수 있도록 Rankine Green 함수를 적용하고 공기실 밖에서는 Kelvin Green 함수를 적용하는 합성 적분방정식에 기초하여 수행되었다. 공기실 상부의 덕트 직경, 공기실 폭, 공기실 전면벽 및 후면벽의 깊이는 흡수되는 파력에너지의 크기와 정점 주기를 민감하게 변화시키는 주요한 형상인자들임을 확인하였다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제40권3호
• /
• pp.265-276
• /
• 2007

홍수터에 식생된 하도에서 수리학적 특성의 이해는 하천복원사업을 계획하거나 홍수터를 관리하는데 중요하다. 본 연구에서는 길이 16 m，폭 0.8 m 의 실험수로에 인공식생을 이용하여 수리학적 특성변화를 분석하였다. 실험수로 단면은 단단면과 복단면으로 구분하였다. 하상경사는 0.5 %，유량은 $0.2\;m^3/s\;{\sim}\;0.4\;m^3/s$ 범위이고，수심비，식생밀도, 식생 위치를 변화시키면서 실험을 수행하였다. 단단면 수로 저면에 식생하였을 경우 수심비가 약，3.5 이상부터는 식생에 의한 수위 증가는 거의 없는 것으로 관측되었다. 복단면 홍수터에 관목을 식생 할 경우 수위 상승량은 최대 6% 정도이며，저수로 내 유속은 식생전의 단면평균유속에 비하여 약 25% ${\sim}$ 85% 정도로 증가하였다. 홍수터 식생에 의한 저수로 유속 증가량은 식생밀도와 비례하고 수심비와는 반비례한다. HEC -RAS 및 RMA-2 모형을 이용하여 산정된 식생 구간의 조도계수 범위는 단단면의 경우 0.055 ${\sim}$ 0.14 이며， 복단면에서는 0.063 ${\sim}$ 0.085 정도로 산정되었다.

• 수산해양기술연구
• /
• 제43권1호
• /
• pp.12-27
• /
• 2007

This fundamental studies on for the productivity improvement and laborsaving of purse seine fishery. Given the difficulty posed from the distortion of net shape caused by the external forces, such as tide, at the time of shooting and pursing, we set the 4 steps of 0, 2, 4 and 6cm/sec in flow velocity in the flume tank for the experiment in order to examine those characteristics. We used two model seines designed on the scale of 1 to 180 based on the power block seine, which is the mackerel purse seine generally used in the near sea of Jeju Island and triplex seine, which is the mackerel purse seine of one boat system fishing expected in the future, for the experiment, and interpreted the characteristics of several motion in water, such as the shape of seine, the change in tension and area during pursing and its the analysis results are as follows. Though the experiment could be conducted up to 6cm/sec of flow velocity that was defined, the experiment could not go on because of the severe distortion in the seine at the flow velocity in excess of 6cm/sec. As for the depth of leadline and reduction rate of side area of seine when the pursing is connected, P seine turned out to be slightly higher than T seine, and the hauling speed and reduction rate of upper area of seine were found similar to each other. The correlation between the hauling time (Ht) and depth of lead line (Dhp, Dht) of P seine and T seine can be expressed by the equation, that is, Dhp=(0.99Pt-7.63)Pt+69.01, Dht=(1.03Pt-7.73)Pt+66.74. The correlation between the hauling time and hauling velocity (Hpp, Hpt) can be expressed by the equation, that is, $Hpp=-0.06Ht^2+0.88Ht+0.78,\;Hpt=-0.05Ht^2+0.81Ht+0.98$ here, Pt is pursing time. And the correlation between the pursing time and the reduction rate of side area (sArp, sArt) can be expressed by the equation, that is, $sArp=-0.48Pt^2+14.79Pt-16.74,\;sArt=-0.45Pt^2+14.56Pt-16.48$. The reduction rate of upper area of seine (tArp, tArt) can be expressed by the equation, that is, $tArp=0.34Pt^2-0.66Pt-0.74,\;tArt=0.34Pt^2-0.27Pt-1.80$. In addition, the correlation between the pursing time and tension of purse line (Tep, Tet) can be expressed by the equation, that is, $Tep=2.79Pt^2+2.26Pt-0.60,\;Tet=2.14Pt^2+8.08Pt-27.50$.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제50권4호
• /
• pp.224-231
• /
• 2013

The concept of the natural frequency is useful for understanding the characters of oscillating systems. However, when a circular cylinder floating horizontally on the water surface is heaving, due to the hydrodynamic forces, the system is not governed by the equation like that of the harmonic one. In this paper, in order to shed some lights on the more correct use of the concept of the natural frequency, a problem of the heaving circular cylinder is analyzed in the time domain. The equation of motion, an integro-differential equation, was derived following the fashion of Cummins (1962), and its coefficients including the retardation function were obtained using the numerical solution of Lee (2012). The equation was solved numerically, and the experiment was also carried out in the CNU flume. Using our numerical and experimental results, the natural frequency was defined as its average value given by the motion data excluding those of the initial stage. Our results were then compared with those of the existing investigations such as Maskell and Ursell (1970), Ito (1977) and Yeung (1982) as well as the newly obtained results of Lee (2012). Comparison showed that the natural frequency obtained here agrees well with that of Lee (2012), which was found through the frequency domain analysis. It was also shown that the approximation of heaving motion by a damped harmonic oscillation, which was regarded as suitable by most previous investigators, is not physically suitable for the reason that can be clearly shown through comparing the shape of MCFRs(Modulus of Complex Frequency Response). Furthermore, we found that although the previous approximations yield the damping ratio significantly different from our result the magnitude of natural frequency is not much different from our result.

• 수산해양기술연구
• /
• 제31권4호
• /
• pp.362-371
• /
• 1995

건착망의 침강에 관한 동태해석을 위한 기초 연구로서, 그물감의 재료가 다른 세 종류의 건착망을 총중량(수중중량 60g)이 일정하게 되도록 발돌의 양을 조절하고, 이것들의 침강특성을 구명하였다. 실험에 사용한 건착망은 그물실의 직경 및 발의 길이가 같은 폴리프로피렌계, 폴리아미드계 및 폴리 에스터계의 매듭 없는 그물감을 사용하여, 뜸줄의 길이 420cm, 그물의 폭 86cm가 되도록 제작하고, 각각 PP, PA 및 PES 그물이라고 하였다. 회유수조의 수로상에 투망장치를 설치해서 정지상태의 수중에 투망하고 측면에 설치한 비디오 카메라를 이용하여 촬영 녹화하였다. 그리고, 그물에 표시한 측정점의 좌표를 화상해석 장치로 읽고 실험의 측정치을 구하였으며, 이를 해석한 결과는 다음과 같다. 1. PP 그물의 그물다발은 항시 수면 부근에 있고, 발돌에 작용하는 침강력에 의해 그물감이 전개해 간다. 2. PES 그물의 그물다발은 뜸줄과 발줄 사이의 부분, 즉 그물 폭의 거의 중간에 있다. 3. 그물 아랫자락의 평균 침강속도는 PP 그물이 10.7cm/s로 가장 빠르고, PA그물이 9.7cm/s, PES 그물이 9.2cm/s의 순으로 늦게 나타났다. 4. 투망할 때 작용하는 수평방향의 운동력은 무시 가능한 범위의 값이었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제20권1호
• /
• pp.81-92
• /
• 2008

이 연구에서는 개수로시스템에 설치된 조력발전용 수문(sluice)에 대한 수리모형실험을 수행하여 취득된 자료의 분석 결과를 제시하였다. 실험은 수문 최소단면의 폭 및 바닥높이가 서로 다른 여섯 가지 수문 모형에 대하여 이루어졌다. 수문의 측면형상이 같을 경우에 수문 최소단면의 폭을 증가시킴으로써 수문의 유량계수는 대체로 증가하였지만, 유량이 작고 수문 상류측의 수위가 낮을 때는 유량계수가 증가하다가 감소하는 경향이 나타났다. 또한, 최소단면의 폭에 무관하게 최소단면의 바닥높이가 높은 경우에 유량계수가 크게 나타났다. 실험결과로부터 기존의 타당성조사 사업 등의 수문 설계시에 주로 적용하였던 유량계수 값은 과소산정되었으며, 따라서 유량계수 값을 상향조정하여 사용하는 것이 타당하다는 결론을 얻었다.

• 수산해양기술연구
• /
• 제37권4호
• /
• pp.285-295
• /
• 2001

학공치 표층예망어구에 대한 일련의 기초 연구로서 표층예망어구 쌍끌이용 어선 9.98톤과 6.67톤을 이용하여 해상실험을 실시했던 실물어구를 기준으로 하여 축척비를 1/40로 정하고 Tauti의 모형망 비교법칙에 따라 제작한 모형어구(그물의 뻗친 길이 1.2m, 뜸줄의 길이 1.3m, 발줄의 길이 1.0m, 뜸 2.5g, 발돌 0.86g)를 사용하여 수조실험을 실시하였다. 양선 간격과 예인속도 변화에 따른 표층예망어구의 장력을 측정하고 동시에 수중형상을 관측수로 상방과 측면에 디지털 카메라를 설치하여 촬영하고 망고와 그물입구의 폭 등을 측정하고 이것들을 이용하여 실물어구의 망구면적과 여과수량 등을 해석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 망고(Nh)와 예인속도(Vt)와는 Nh=$(2.39Db^{-0.62})$ $Vt^{-0.56}$, 그물입구의 폭 (Nw)과 예인속도와는 Nw=$(0.96Db^{0.62})Vt^{0.11}$의 관계식으로 나타낼 수 있다. 단, Db는 양선간격이다. 2. 그물어구의 장력(Nt)과 예인속도와는 Nt=106.94Vt+1.43의 관계식으로 나타낼 수 있는데, 표층예망어구는 예인속도 1.5Kont 이상에서 수면과 수평이 되는 수중형상을 보였다. 3. 망구면적 (Na)과 예인속도와는 Na=(2.28Db$^{0.37})Vt^{-0.45}, 여과수량(Fv)과 예인속도와의 관계는 Fv=$(69.9Db^{0.37})Vt^{0.55}$의 관계식으로 나타낼 수 있는데, 망구면적과 여과수량은 양선 간격 25m일 때 최대를 나타냈으나 양선 간격 20m일 때와는 그 차가 거의 없었으며 양선 간격 15m 이하와는 차가 크게 나타났다.