The three-dimensional hydrodynamic model was simulated to understand coastal sea front of formation and seasonal variation in the Southern Sea of Korea. In this study, we used to concept of stratification factor, to realize seasonal distribution of stratification coefficient which of seasonal residual flow, considered with, tide, wind and density effect. Tidal current tends to flow westward during the flood and eastward during ebb. The current by the wind stress showed to be much stronger the coastal than the offshore area in the surface layer. And the current by the horizontal gradient of water density showed to be relatively weak in the coastal area, with little seasonal differences. On the other hand, the flow in the offshore area showed results similar to that of the Tsushima Warm Current. The stratification factor (SHv) was calculated by taking into account the total flow of tide, wind and density effect. In summer, the calculated SHv distribution ranged from 2.0 to 2.5, similar to that of the coastal sea front. The horizontal temperature gradient showed to be strong during the winter, when the vertical stratification is weak. On the other hand, the horizontal gradient became weak in summer, during which vertical stratification is strong. Therefore, it is presume that the strength of vertical stratification and the horizontal temperature gradient affect the position of the coastal sea front.
해상풍력 구조물은 풍속과 파고 등 유체동역학적 하중의 영향을 받는다. 유럽의 경우 다수의 해상풍력발전기가 설치되어 있고, 한국의 경우에는 설치사례가 없으나, 해상풍력발전에 대한 관심이 고조되어 조만간 설계단계가 도래할 것으로 예상된다. 본 연구에서는 ABS(2010, 2013)와 IEC(2009)에서 제공하는 설계 기준을 이용하여 구조물의 신뢰성 수준을 검토하였다. 한국 연안 4개 지점(군산, HeMOSU 1호, 목포, 제주)의 해상조건을 사용하여 바람과 파랑하중, 해상풍력발전 구조물의 응답에 대하여 적용하였다. 검토 결과, 태풍이 우세한 해역의 경우 큰 변동성 때문에 IEC 설계기준을 한국 연안에 적용하는 경우, 유럽 해상에 적용한 결과보다 신뢰도 지수가 낮게 산정되었다. 유럽의 경우와 유사한 수준의 신뢰도 확보를 위해서는 ABS(2010, 2013) 100년 빈도 설계기준을 적용하는 것이 바람직한 것으로 파악되었다. 그러나, IEC 기준은 태풍의 영향에 대한 고려가 미흡하고, ABS 기준은 WSD 설계법이므로 국내 실정에 맞는 Level 1 신뢰성 설계법 도입이 필요하며, 국내 바람과 파랑 하중에 대한 통계적 특성을 고려하여 설계방정식을 설정하는 것도 필요하다.
최근 초장대 교량, 인공섬 또는 해상풍력 기초 등에 대한 관심이 높아지고 있으며, 다양한 해양구조물을 안전하게 건설하기 위해서는 신뢰성이 높은 지반조사가 필수적이다. 현재 해상의 지반조사 작업은 해상용 작업선에 육상용 지반조사장비를 설치하여 실시하고 있다. 이럴 경우, 30m이상의 대수심 조건이나 고파랑, 높은 조류 등 열악한 해양 환경에 제약을 많이 받는 한계점을 나타내고 있다. 대수심 조건에서 안전하고 신뢰성이 높은 지반조사를 위하여 착저형 무인 해저지반조사 장비를 개발하였다. 개발된 해저지반조사 장비는 수심 100m 조건에서 심도 50m까지 지반조사가 가능하며, 표준관입시험(Standard Penetration Test, SPT), 지반보링 시스템, 암반 코어링 시스템이 가능하도록 설계 및 제작되었다. 수중에서 4노트(2m/s)의 조류에 대한 해저지반조사 장비의 거동을 수치해석을 통해 검토하였다. 또한 해저지반조사 장비에 장착되어 있는 표준관입시험 장치의 에너지 효율을 실험으로부터 측정한 결과 78%를 확인하였다.
In Summer 2008, a multidisciplinary survey was conducted onboard R/V Haeyang 2000 to understand plankton response to the three distinct physico-chemical settings that developed in the Ulleung Basin of the East Sea. Baseline settings of hydrographic conditions included the presence of the thin (<20 m) Tsushima Surface Water (TSW) on top of the Tsushima Middle Water (TMW). It extends from the Korea Strait to $37^{\circ}N$ along the $130^{\circ}E$ and then turns offshore and encompasses the relatively saline (T>$26^{\circ}C$, S>33.7) Ulleung Warm Eddy surface water centered at $36.5^{\circ}N$ and $131^{\circ}E$. A relatively colder and saline water mass appeared off the southeastern coast of Korea. It was accompanied by higher nutrient and chlorophyll-a concentrations, suggesting a coastal upwelling. Most of the offshore surface waters support low phytoplankton biomass (0.3 mg chl-a $m^{-3}$). A much denser phytoplankton biomass (1-2.3 mg $m^{-3}$) accumulated at the subsurface layer between 20-50 m depth. The subsurface chlorophyll-a maximum (SCM) layer was closely related to the nutricline, suggesting an active growth of phytoplankton at depth. The SCM developed at shallow depth (20-30 m) near the coast and deepened offshore (50-60 m). A fucoxanthin/zeaxanthin ratio was high in coastal waters while it was low in offshore waters, which indicated that diatoms dominate coastal waters while cyanobacteria dominate offshore waters. The community structure and biomass of phytoplanktonare closely related to nitrogen availability. Zooplankton biomass was higher in the coastal region than in the offshore region while species richness showed an opposite trend. Zooplankton community structure retained a coastal/offshore contrast. These suggest that summer hydrography is a stable structure, lasting long enough to allow a hydrography-specific plankton community to evolve.
In order to investigate the environmental properties of set net grounds located in the coastal waters of Yeosu, oceanographic observations on the fishing grounds were carried out by the training ship of Yeosu Fisheries University from Jun. 1988 to Dec. 1990. The resultes obtained are summarized as follows; 1) The water mass in the fishing grounds were divided into the inner water (29.50-31.00$\textperthousand$), the mixed water (31.10-32.70$\textperthousand$) and the offshore water (32.70-34.30$\textperthousand$) according to the distribution of salinity from T-S diagram plotted all salinity data observed from Jun. 1988 to Dec. 1990. In spring the mixing water prevailed and in summer the inner and mixing water. But in autumn and winter the mixing and offshore waters prevailed. 2) The inner water which was formed by land water from the river of Somjin and the precipitation in the Yeosu district flowed southerly along the coast of Dolsando and spread south-easterly in the vicinity of Kumodo. The inner water and offshore water which supplied from the vicinity of Sorido and Yokchido formed the thermal front and halofront. 3) As the mixing water flowing from the western sea of Cheju to the southern coast of korea was low in temperature, the water mass of low temperature which appeared at the offshore bottom of Sorido in summer was considered not to be the Tsushima warm current. 4) As vertical mixing was made frequently in spring, autumn and winter, the differences in temperature and salinity between surface and bottom was respectively small. In summer, however, the mixing was not made because of the inner water expanded offshore through the space between surface and 10m layer and so a thermocline of $2.0^{\circ}C$/10m and halocline of 4.0$\textperthousand$/10m respectively in vertical gradient was formed. 5) In the vicinity of Dolsando and Kum a water low in salinity prevailed, but in the vicinity of Namhaedo and YoKchido the reverse took place. The inner and mixing waters formed at these arease was limited to the observation area not to spread widely.
해상풍력단지 설계과정의 일환으로 실험계획법의 일종인 반응표면분석법을 이용하여 풍력터빈의 최적 배치조건을 연구하였다. 총 36기 터빈을 해상에 설치한다는 가정 하에 터빈들의 행렬조합, 행간 및 열간거리를 반응표면 분석시의 설계변수로 사용하였으며, 터빈 후류손실에 의해 저하되는 발전효율과 내부 전력선 공사비를 목적함수로 고려하였다. 이러한 설계변수와 목적함수간의 관계를 이용한 반응 최적화 분석을 통해 목표 설계조건을 도출하였으며, 해상풍력단지의 경제성을 확보하기 위한 풍력터빈의 배치조건은 "설계범위에서 행수 및 행간거리를 최소화하고, 최적 열간거리를 산정하여 적용해야 한다"는 결과를 얻을 수 있었다.
Coastal circulations during the (surface condition of an) idealized cold-air outbreak are numerically investigated with two-dimensional, non-hydrostatic model in which a constant bottom-slope exists. The atmospheric forcing during a cold-air outbreak is incorporated as the surface cooling and the wind stress. When the offshore angle of the wind-stress vector, defined as the angle measured from the alongshore axis, is smaller than 45 degrees, a strong downwelling circulation develops near the coast. A sharp density front, which separates the vertically homogeneous region from the offshore stratified region, is formed near the coast and propagates offshore with time. Onshore side of the density front, small-scale circulation cells which are aligned in the direction perpendicular to the bottom begin to develop as the near-coast homogeneous region broadens. The surface cooling enhances greatly the development of the surface mixed layer by convective motions due to hydrostatic instability. The convective motions reach far below the hydrostatically unstable layer which is attached to the surface. The small-scale circulation cells are appreciably modified by the convetion cell and the density front develops far offshore compared to the case of no surface cooling. As to the effect of the bottom slope, the offshore distance of the density front increases (decreases) as the bottom slope decreases (increases), which results from the fact that the onshore volume-transport (Ekman transport) of the low-density upper seawater remains almost constant when the wind-stress is maintained constant. It is shown that the bottom slope is an essential factor for the formation of both the density front and the alongshore current when the surface cooling is the only forcing.
해상풍력발전기는 주위를 항행하는 선박 및 바지선등과 같은 선박에 의한 충돌피해가 발생할 수 있기 때문에 이에 대한 안정성을 고려해야 한다. 본 연구에서는 선박충돌에 대해 안정성을 고려하기 위해 해상풍력발전기의 선박충돌해석을 수행하고 충돌하중의 불확실성을 고려하기 위해 충돌취약도를 분석하였다. 충돌해석은 해저지반-기초구조물의 상호작용 및 유체를 p-y곡선과 부가질량법으로 고려하였다. 충돌취약도는 선박의 중량과 충돌각, 선박흘수를 변동성으로 고려하여 항복응력에 대한 손상수준을 추정하였으며 취약도를 분석한 결과, 850ton 바지선과 30,000DWT 화물선의 충돌속도에 취약함을 확인하였다.
인간에 의한 연안 지역 개발 및 변형의 가속화로 인해 해양포유류에 대한 피해가 우려되고 있다. 연안 개발이 해양포유류에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 이해하려면 이들의 분포를 파악하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 서남해 해상풍력 실증단지에서 수동 음향 관측을 통해 상괭이의 출현을 확인하였다. 실험지역에서의 상괭이에 대한 목시관측 결과가 없으므로, 풍력단지에서 탐지된 클릭은 상괭이 발견율이 높은 지역에서 측정한 클릭과 음향특성을 비교하여 검증하였다. 음향 측정 결과에 의하면 상괭이는 매일 출몰하였으며, 평균 클릭수는 40.7회, 상괭이의 출현 비율은 9.7 %, 출현 시간은 18.2 min이며, 대기 시간은 94.9 min으로 나타났다. 이 연구를 통해 서남해 해상풍력 실증단지에서 알려지지 않은 상괭이 출현에 대한 정보를 제공하였으며, 이러한 결과는 풍력단지 운영으로 인한 해양포유류의 영향을 모니터링하는데 도움을 줄 수 있다.
장주기파가 깊은 바다에서 수심이 급격히 감소하는 대륙사면을 지나 대륙붕 위로 전파해 들어오는 경우 육지에서 반사된 파가 대륙사면에서 외해로 전파해 나가지 못하고 재반사되어 들어오기 때문에 육지 쪽에서 커다란 수위진동을 일으키는 것은 잘 알려진 사실이다. Liu(1986)는 반원형 외해 경계를 따라 수심의 불연속이 존재하는 지형을 가정하여 이러한 현상을 해석하였으나 그의 해석해에는 오류가 있었다. 본 논문에서는 직선해안 및 직사각형 항만에 대한 Liu(1986)의 해석해를 수정하고, 이를 정 등(1998)의 확장형 완경사방정식에 기초한 Galerkin 유한요소 모형에 의한 결과와 비교하여 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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