• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제6권1호
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• pp.44-59
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• 2003

육상축양장 배출수 처리에 의한 대상해역의 수질개선 효과를 산정하기 위하여 생태계 모델시뮬레이션을 행하였다 가막만에서의 잔차류 패턴은 해수가 출입하는 북쪽의 협수도에서는 남향류가 강한 것으로 나타났으며, 남쪽 만구부에서는 동향류가 우세하며 시계방향의 환류가 강하게 나타났다. 9개 정점 표층에서의 DIP, DIN과 COD 농도의 지점별 계산치와 관측치를 비교한 결과 DIP의 경우 상대오차는 평균 14.3％, DIN은 평균 25.8％ 그리고 COD는 평균 14.4％였다. DIP, DIN과 COD 모두 오염부하의 영향이 큰 만의 북서쪽에서 높은 농도를 나타내었다. 육상축양장 배출수의 오존처리 시스템 처리효율을 DIP 90％, DIN 80％ 그리고 COD 60％로 적용하여 시뮬레이션 한 결과 DIP의 경우는 9개 정점에서 34.4~54.0％ 범위로 평균 46.4％의 수질 개선효과가 나타났으며, DIN의 수질 개선효과는 0.4~25.4％ 범위로 평균 8.4％로 나타났다. 그리고 COD는 만 전체적으로 농도가 감소하여 수질환경기준 I등급 영역이 확장되었으며, 9개 정점에서 15.6~29.4％ 범위로 평균 22.7％의 수질 개선효과가 나타났다.

• 한국습지학회지
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• 제14권2호
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• pp.289-301
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• 2012

조석의 영향에 의해 해수의 유 출입이 용이한 해수호수를 친수 친환경으로 조성하는 계획이 인천 송도에서 수행되었다. 본 연구는 조석의 영향을 받는 해수호수의 수리동역학적 거동을 분석하기 위해서 1차원 수치모형인 CEA모형과 2차원 수치모형인 FLOW2DH를 이용하여 수로의 폭에 따라서 변화하는 해수호수 내의 수위 및 유속을 계산하였다. 연구 결과, CEA모형을 이용하여 수로의 적정 폭은 100.0m로 선정되었고, 외해 조위와 인공호수 수위의 지체시간과 수로 내 최대 유속이 계산하였다. 이 결과를 FLOW2DH와 연동하여 해수호수 내의 수위 및 유속을 각각 선정된 관측점에 대하여 비교 분석하였다. 또한, 인공호수의 유지관리 측면에서 수문이 설치된 경우에 대하여 수치모형 실험을 추가하여 수문이 설치되지 않은 경우보다 유속이 창조 시 약 20%, 낙조 시 약 50% 감소하는 효과를 얻었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제10권1호
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• pp.29-43
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• 2007

한국 남해의 연안역(진해만에서 부산연안)에 있어서 효율적인 수질관리를 위해서, 3차원 생태-유체역학 모델을 적용하여 하계 수질을 예측하고, 목표 수질회복을 위한 오염부하 삭감량을 산정하였다. 현재의 오염부하량 조건하에서 연안해역의 수질(화학적 산소요구량과 영양염류 농도 등)은 설정된 해양환경수질기준을 초과하였고, 또한 부영양화 상태에 있기 때문에 유입하는 오염부하량의 저감이 필요하였다. 이러한 배경하에서, 모델이 적용되어 보정과 검증과정을 통해 연구해역의 유동장과 수질 분포를 유사하게 모의하였다. 시나리오 분석결과, 진해만 해역은 $Chl-{\alpha}\;10{\mu}g\;1^{-1}$와 $COD\;3\;mg\;1^{-1}$ 이하를 동시에 만족하기 위해서는 육상 점오염원으로부터 90% 정도의 오염물질 저감뿐만 아니라, 장기간 오염물질의 유입으로 인한 베이스 농도 자체가 높아서 이를 저감하기 위한 퇴적물로부터 용출되는 질소와 인도 약 70% 정도 삭감해야 하는 것으로 나타났다. 낙동강 하구해역은 $Chl-{\alpha}\;10{\mu}g\;1^{-1}$와 $COD\;2\;mg\;1^{-1}$ 이하를 만족하기 위해서는 낙동강 자체의 유입부하량을 약 80% 정도 저감해야 하며, 낙동강 하구해역을 제외한 부산 연안역은 $Chl-{\alpha}\;10{\mu}g\;1^{-1}$와 $COD\;1\;mg\;1^{-1}$ 이하를 만족하기 위해서는 유입부하의 70% 정도의 삭감이 이루어져야 하는 것으로 예측되었다. 연구해역의 수질이 공간적으로 차이가 있으나 대체적으로 상당히 오염된 상황이라 이러한 삭감량은 매우 커서 현실적으로 단기간에 달성하기는 어려울 것이다. 그러므로 장기적인 관점에서 지속적인 노력 즉, 해역으로 유입하는 미처리된 오염물질 차단, 수처리시설의 확충과 제거 능력 향상 및 오염된 퇴적물 정화 등이 필요하다.

• Journal of Advanced Research in Ocean Engineering
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• 제4권2호
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• pp.86-95
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• 2018

The fluid flow over structures has been widely investigated by many researchers because its extensive application in offshore structures, skyscrapers, chimneys and cooling towers, brides. In the viewpoint of reducing the drag for offshore structure, it becomes challenging problem in the field of hydrodynamic of offshore structure. The purpose of this study is to investigate a flow over a square cylinder with an attached splitter plate using RANS method. First, RANS turbulent models such as a standard $k-{\omega}$ model, SST $k-{\omega}$ model, RNG $k-{\varepsilon}$ model, realizable $k-{\varepsilon}$ model, standard $k-{\varepsilon}$ model were used for choosing suitable turbulent model which has the best agreement with available experimental result. Drag of single cylinder estimated by using standard $k-{\omega}$ has a good agreement with published experimental result. Therefore, the stand $k-{\omega}$ was selected for simulation for flow over a square cylinder with an attached plate. Second, the numerical results of drag of square cylinder with an attached splitter plate in various length of an attached plate were performed using RANS method in ANSYS Fluent. In this paper, the numerical simulations were conducted at a Reynolds number of 485 and the thickness of the splitter plate is chosen as a constant value about 10% of cylinder width. The numerical results of drag coefficient of square cylinder are compared with experimental result published by other researchers. Finally, the effect of the splitter plate attached to the rear side of the square cylinder has been investigated numerically with a focus on the drag coefficient and flow characteristic. As a result, the drag coefficient decreases with an increase in splitter plate length.

• 환경영향평가
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• 제19권4호
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• pp.367-380
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• 2010

수산 해양환경적 측면에서 중요한 위치에 있는 황해(Yellow Sea)의 해양 생태계 변화과정에 대 한 체계적이고 심층적인 연구을 위하여 기후 변화와 관련된 생태 및 환경변화에 대한 황해 해역의 반응성 연구가 필요한 실정이다. 본 연구는 황해해역에서 수온 상승에 따른 클로로필의 변화를 살펴보고, 지구온난화가 해양환경과 생태계에 미칠 영향을 예측하고자 하였다. 황해해역에서 해수유동 모델의 결과를 기초 입력자료로 활용하여 클로로필과 상호작용을 하는 육상유입부하량, 저질 영양 염용출량 및 생물학적 파라메타 등을 입력하여 현재상태를 재현하였다. 우리나라 주변 해수의 온도가 지난 10년간 약 $0.75^{\circ}C$ 상승했다고 가정하였을 때, 본 실험에서는 수온이 선형적으로 연간 $0.075^{\circ}C$ 씩 상승한다고 가정하여 10년 후까지의 Chlorophyll-a 농도 변화를 예측하였다. 예측 결과, 연구해역의 중앙부에서는 전체적으로 농도가 높아지고, 우리나라 연안해역에서 Chlorophyll-a 의 농도가 낮아지는 것으로 예측되었다. 본 연구의 결과를 기초로 하여 10년 이상의 장기적인 예측실험을 한다면 기후변화가 황해해역의 생태계 변화에 미치는 영향을 파악할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수산과학회지
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• 제35권4호
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• pp.395-407
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• 2002

거제 $\cdot$ 한산만 굴 양식어장의 수용력 산정에 가장 중요한 요소인 월별 먹이량 변동을 생태-유체역학 모델을 이용하여 산정한 결과는 다음과 같다. 비양식시기인 5월의 거제 $\cdot$ 한산만의 chlorophyll $\alpha$ 농도는 $0.29\~4.72$ (평균 $1.73{\mu}g/L$)로 낮은 농도를 나타내었고, 수평분포 특성은 화도 주변 수역에서 $2.0{\mu}$g/L 이상의 높은 농도 분포를 보인 반면, 만의 중앙부에 해당하는 산달도에서 봉암도 및 율포에 이르는 수역에서 1.4$\mu$g/L 이하의 낮은 농도 분포를 보였다. 거제 $\cdot$한산만의 잔차류는 표층의 경우 외양과 접한 남쪽의 협수로에서는 10 cm/sec의 유속으로 남쪽 방향으로 유출하고, 송도와 비산도 부근에서는 5cm/sec 내외의 유속으로 북서 방향으로 흐름이 진행되었으며, 만 중앙부에서는 내측에서 외측으로 유출하는 형태였으나 유속의 크기는 3cm/sec 이하로 작게 나타났다. 중층은 전반적으로 유속의 크기가 감소하였고, 만 중앙부근에서는 표층의 흐름과는 반대로 만 내측으로의 흐름이 뚜렷하였으며, 저층에서는 수로를 중심으로 흐름이 나타났다. 생태계 모델에 의해 비 양식시기로 가정한 5월의 식물플랑크톤 분포를 재현한 결과 실측치와 계산치의 적합성의 정도를 나타내는 $R^{2}$값은 0.70, 상대오차는 $10.3\%$이었고, 재현된 분포 특성은 화도와 거제시 둔덕면 사이의 수로 부근 수역과 하천의 영향을 많이 받는 만 내측 수역에서 높은 농도분포를 나타내었고, 외해 방향으로 갈수록 점차 낮아지는 경향을 보였다. 이것은 만내로 유입하는 유입부하에 직접적으로 영향을 받고 비교적 정체수역인 만 내측에서 기초생산력이 높다는 것을 나타내었다. 생태계 모델을 이용하여 9월부터 다음해 5월까지 월별 먹이 공급량을 추정한 결과 $0.19\~l.27gC/m^{2}/day$ 범위에 평균 $0.62gC/m^{2}/day$로 나타났다 9월에 1.12gC/m^{2}/day$의 높은 값을 나타낸 이후 점차 감소하기 시작하여 2월에 0.19gC/m^{2}/day$의 최소 값을 나타내었으며, 봄철로 접어들면서 점차 증가하는 양상을 보였고, 5월에 $1.27gC/m^{2}/day$의 최대 값을 나타내었다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2006년도 추계학술발표회
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• pp.217-219
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• 2006

This study focused an water quality response to land-based pollution loads and the appropriate pollutant load reduction in Chinhae Bay using an eco-hydrodynamic model. Land-based discharge foam urban areas, industrial complex and sewage treatment plant was the greatest contributor to cause red-tide blooms and summer hypoxia. Tidal currents velocity af the ebb tide was about 10 cm/s stronger than that of the flood tide. A residual current was simulated to. have a slightly complicated pattern with ranging from 0.1 to. 2.7 cm/s. In Masan Bay, pollutant materials cannot flaw from the inner to the outer bay easily because af residual currents flaw southward at surface and northward at the bottom. The simulation results of COD distribution showedhigh concentrations aver 3 mg/L in the inner part of Masan Bay related pollutant discharge, and charge, and lower levels less than 1.5mg/L in the central part of Chinhae Bay. For improvement water quality in Chinhae Bay, it is necessary to reduce the organic and inorganic loads from paint sources by mare than 50% and ameliorate severe polluted sediment.

• 대한조선학회논문집
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• 제48권5호
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• pp.396-403
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• 2011

The concept of an air lubrication has long been an object of attention since it can be utilized to reduce the frictional resistance, and what is more, it is eco-friendly. The present study examines the basic characteristics of an air cavity with intention of applying the air lubrication technology to the reduction of the resistance of a ship without excessive power increment. For the purpose, an air cavity was created at the bottom of a flat plate by injecting air behind a backward step and the hydrodynamic properties of the air cavity and the surrounding flow has been investigated experimentally and numerically. The influence of the step height and the air flow rate have been more carefully studied since they are presumed to be the main parameters affecting the characteristics of an air cavity. The results indicates that the shapes of the air cavities attached on the flat plate become "U" or "V" type depending on the incoming flow velocity and air flow rate. The study also confirms that the length of the air cavity increases with increase in air flow rate but there is a certain critical limit in the flow rate above which increase in the air cavity length is no more evident.

• 한국해양공학회지
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• 제35권3호
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• pp.173-182
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• 2021

The maneuvering performance of a ship on the actual sea is very different from that in calm water due to wave-induced motion. Enhancement of a ship's maneuverability in waves at the design stage is an important way to ensure that the ship navigates safely. This paper focuses on the maneuvering prediction of a Russian trawler in wind and irregular waves. First, a unified seakeeping and maneuvering analysis of a Russian trawler is proposed. The hydrodynamic forces acting on the hull in calm water were estimated using empirical formulas based on a database containing information on several fishing vessels. A simulation of the standard maneuvering of the Russian trawler was conducted in calm water, which was checked using the International Maritime Organization (IMO) standards for ship maneuvering. Second, a unified model of seakeeping and maneuvering that considers the effect of wind and waves is proposed. The wave forces were estimated by a three-dimensional (3D) panel program (ANSYS-AQWA) and used as a database when simulating the ship maneuvering in wind and irregular waves. The wind forces and moments acting on the Russian trawler are estimated using empirical formulas based on a database of wind-tunnel test results. Third, standard maneuvering of a Russian trawler was conducted in various directions under wind and irregular wave conditions. Finally, the influence of wind and wave directions on the drifting distance and drifting angle of the ship as it turns in a circle was found. North wind has a dominant influence on the turning trajectory of the trawler.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제7권1호
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• pp.1-12
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• 2004

진해만 해역에 있어서 적조발생역과 물질집적공간을 진단하기 위해서 수치모델링에 의해 하계 적조가 발생했을 때 환경요인의 변통에 따른 $Cha-{alpha}$ 분포와 물리과정의 기여도를 평가하였다. 해수유동모델에 의한 표층 잔차류는 무풍시와 풍속 2 m/sec이하일 때 진해만 서부해역과 동부해역에서 각각 남향과 북향 하는 흐름이 상접하는 공간이 예측되었고, 풍속이 강해질 때는 유속도 강해지고 유향도 크게 달라지는 것으로 나타났다. 생태계모델에 의해 하계 $Cha-{alpha}$를 예측한 결과, 진동만과 가덕수로 북단의 인근 해역에서는 20 mg/㎥ 이상으로 매우 높았고, 서부해역에서도 대부분 10 mg/㎥이상으로 진해만은 전역에서 하계에는 적조발생 가능성이 매우 높은 것으로 예측되었다. 현 상황에서 $Cha-{alpha}$현존량에 대한 물리과정량을 평가한 결과, 동부해역의 가덕수로 북단과 칠천도 주변, 서부해역의 진동만 내측 그리고 가조도 서쪽지역에서 물리과정량이 (+)로 계산되어 물질의 집적이 일어날 가능성이 큰 공간으로 평가되었고, 마산만, 행암만, 진동만, 원문만 및 고현만 등에서는 물리과정량이 (-) 즉, 발산지역으로 나타나서 물리과정량 보다는 생물학적인 증식과정이 큰 기여를 하는 것으로 고려되었다. 모델링과 현장관측자료 분석결과, 진해만 해역에 있어서 적조의 초기발생역은 마산만과 행암만으로 나타났다. 풍속의 증가는 $Cha-{alpha}$의 농도를 감소시키지만 물리적으로 집적하는 공간의 확대를 야기 시키는 것으로 예측되었고, 동남풍 계열보다는 북서풍 계열이 더 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 일사량 및 일조시간의 변통은 물리적 집적공간의 분포에는 큰 영향이 없었지만, $Cha-{alpha}$의 급격한 증감을 초래하는 것으로 시뮬레이션되었다. 육상오염부하량 자체만의 변동으로는 $Cha-{alpha}$를 적조발생 가능농도이하로 감소시키지는 않는 것으로 모델링되었다.