본 논문은 수중에서 사용되는 영상 소나를 이용하여 수중 물체의 외형 복원을 수행하여 보고 그 결과를 분석한다. 일반적으로 해양 측량에 많이 사용되는 다중빔 해양 측심기(Multi-beam echo sounder, MES)보다 더 자세한 수중 환경 관찰이 가능한 영상 소나는 상하 방사영역 정보의 불확실성으로 인해 3차원 복원 연구로 활용되기에 어려움이 있다. 이에 본 논문에서는 소나 영상에서 얻는 물체에 대한 3차원 높이 정보의 불확실성을 줄이기 위해 영상 소나의 상하 방사영역을 좁게 조정하여 영상 소나의 3차원 물체 외형 복원의 어려움을 극복하고자 한다. 또한, 음향 채널별 잡음 제거 필터를 적용하고, 음향 채널별 상호보완 거리값 검출 방법의 적용을 통해 3차원 위치 정보의 정확도를 높이고자 한다. 제안한 수중 물체 외형 복원 방법은 3가지 물체(원뿔, 구, 기둥)에 대해 3차원 복원 실험을 수행하여 보고 그 결과를 분석하였다.
본 논문은 자유수면을 가지는 와류유동 내 저낙차에서 마이크로 소수력에 관한 실험 연구이다. 내부 곡선 모서리가 있는 직선, 곡선, 비틀린 블레이드의 와류 높이, 터빈 회전 및 토크를 개수로 유입구의 유량 0.0069 ㎥/s 조건에서 측정하였다. 실험결과로서 최적의 와류 강도는 와류 발생부의 외부직경과 유출구 직경 비율 0.17~18.5 범위에서 발생했다. 직선 블레이드 출력과 효율은 다른 블레이드와 비교하여 높게 나타났다. 가장 높게 생성된 에너지는 12.33 W이고, 토크는 0.91 N·m이다. 유효낙차를 고려한 경우 가장 높은 효율은 29.5 %인 반면 와류 높이를 고려한 가장 높은 효율은 회전수 132 rpm에서 80.5 %이다. 직선 블레이드의 와류 유속은 개수로 유입구의 평균 유속보다 약 2.8배 더 크게 나타난다.
해양의 활용범위를 확대시키기 위해서 방파제는 필수적인 요소이며 특히 친환경적인 부소파제의 활용은 증대될 것으로 기대된다. 본 연구에서는 친환경 소재인 폴리에틸렌 파이프와 시트를 활용하여 새로운 개념의 부소파제용 부체를 개발하며, 이에 대한 소파 성능평가를 위하여 기초적 실험연구를 수행한다. 입사되는 파랑은 연결된 파이프와 시트를 통과하면서 일부는 반사되고 일부는 투과되는데, 투과되는 파랑은 파이프를 지나면서 와류유기가 발생하여 파랑 에너지가 소멸된다. 따라서 입사파랑 에너지를 감소시킬 수 있다. 개발된 부체의 성능평가를 위하여 규칙파 및 붙규칙파에 대한 수리모형 실험을 수행한다. 입사파랑 주기가 6초 이하 조건에서는 소파 성능이 양호하였으나, 장주기의 입사파랑에 대해서는 부체 전체가 해수면과 같이 거동하면서 소파성능을 거의 나타내지 못하였다. 향후 소파성능 개선을 위한 추가적인 연구가 요구되어진다.
Fishing efficiency of a trawl vessel can be enhanced by increasing the swept area per unit time, which can be attained either by increasing the mouth size of the net, or by increasing the towing speed. To improve fishing and fuel efficiency of trawl vessels targeting fishes of greater mobility, in which the towing speed is more critical in determining fishing efficiency, we conducted a series of model tests to evaluate the performance of the newly-designed nozzle propeller before installing it in a trawl vessel to verify its towing speed and fuel efficiency in the sea. By conducting further model tests in the experimental basin, we redesigned the propeller of stern trawler to improve the resistance and propulsion performance. Through actual fishing operations, we evaluated the improvement in fuel and fishing efficiency by installing the new nozzle propeller. The trawling speed increased by 0.6kts at the same engine power (RPM), while the engine margin increased by more than 20%. The increased towing speed by installing the redesigned propeller is expected to enhance fishing performance through increasing the number of hauling- and casting operations per unit times, while shortening the towing duration. Analysis of the Catch-Per-Unit-Effort (CPUE) data indicated that the mean CPUE of trawl fishery increased from 3.04kg/m in year 2007 to 6.15kg/m in year 2008, confirming enhanced fishing efficiency by adopting the redesigned propeller.
본 연구는 일본 시가현(자하현(滋賀懸)) 기류(동생(桐生))수문시험지의 1차곡 소유역인 마쯔자와 유역에서 유역 내 수문과정과 토양수, 지하수, 계류수의 수질 등의 관측을 실시, 산림유역 내 황(黃) 플럭스를 수문지형학적 관점에서 해석하여 온대 산림유역 내의 황 순환 과정을 밝히고자 실시하였다. 유역 상부 교란 구역의 토양은 ${SO_4}^{2-}$의 공급원으로 작용하고 있었으며, 사면 수문과정을 통해 유역 중부와 하부의 심층토양 및 지하수대에 ${SO_4}^{2-}$가 저장되고 있었다. 계류수의 ${SO_4}^{2-}$ 농도는 지하수위 변동과 음의 상관을 나타내고 있는 바, 이는 심층지하수에 저장된 ${SO_4}^{2-}$가 가뭄 등의 저수위시 혹은 평수위시에 유출되고 있음을 의미한다. 본 연구의 결과로부터 산림유역 내 각 수문과정이 ${SO_4}^{2-}$의 저장과 유출에 중요한 역할을 하고 있다는 것이 정량적으로 밝혀졌다.
International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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제7권5호
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pp.873-887
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2015
The springing response of a large blunt ship was considered to be influenced by a second order interaction between the incoming irregular wave and the blunt geometry of the forebody of the ship. Little efforts have been made to simulate this complicated fluid-structure interaction phenomenon under irregular waves considering the second order effect; hence, the above mentioned premise still remains unproven. In this paper, efforts were made to quantify the second order effect between the wave and vibrating flexible ship structure by analyzing the experimental data obtained through the model basin test of the scaled-segmented model of a large blunt ship. To achieve this goal, the measured vertical bending moment and the wave elevation time history were analyzed using a higher order spectral analysis technique, where the quadratic interaction between the excitation and response was captured by the cross bispectrum of two randomly oscillating variables. The nonlinear response of the vibrating hull was expressed in terms of a quadratic Volterra series assuming that the wave excitation is Gaussian. The Volterra series was then orthogonalized using Barrett's procedure to remove the interference between the kernels of different orders. Both the linear and quadratic transfer functions of the given system were then derived based on a Fourier transform of the orthogonalized Volterra series. Finally, the response was decomposed into a linear and quadratic part to determine the contribution of the second order effect using the obtained linear and quadratic transfer functions of the system, combined with the given wave spectrum used in the experiment. The contribution of the second order effect on the springing response of the analyzed ship was almost comparable to the linear one in terms of its peak power near the resonance frequency.
본 논문에서는 공간적 영상분할을 수행할 때 기존의 watershed 알고리즘과 그것의 수정 알고리즘에서 발생하는 과분할 문제를 해결하기 위한 개선된 watershed 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘의 주요 개념은 담수 단계에서 임계치보다 얄은 집수분지를 더 깊은 인접 집수분지에 병합하는 것이다. 따라서, 담수가 진행되는 과정에서 기존의 집수분지의 성장과 새로 담수가 일어나는 집수분지에 대한 추출이 이루어진다. 논문의 후반부에 몇 가지 MPEG 시험 영상을 사용하여 실험한 결과를 제시한다. 결론적으로, 제안된 알고리즘은 기존의 watershed 알고리즘에 아주 작은 계산시간을 추가함으혹서 적용된 임계치에 따라 좋은 분할결괴를 나타낸다.
The Korea Research Institute of Ships and Ocean Engineering (KRISO), the ocean engineering branch of KORDI, has designed and manufactured a model of an autonomous underwater vehicle (AUV) to test underwater docking. This paper introduces the AUV model, ASUM, equipped with a visual servo control system to dock into an underwater station with a camera and motion sensors. To make a visual servoing AUV, this paper implemented the visual servo control system designed with an augmented state equation, which was composed of the optical flow model of a camera and the equation of the AUV's motion. The system design and the hardware configuration of ASUM are presented in this paper. A small long baseline acoustic positioning system was developed to monitor and record the AUV's position for the experiment in the Ocean Engineering Basin of KRISO, KORDI. ASUM recognizes the target position by processing the captured image for the lights, which are installed around the end of the cone-type entrance of the duct. Unfortunately, experiments are not yet conducted when we write this article. The authors will present the results for the docking test of the AUV in near future.
최근 들어 심해개발에 대한 관심이 고조됨에 따라 AUV 또는 수중 로봇과 같은 수중 무인작업선의 개발을 위하여 많은 노력을 하였다. 본 논문은 초음파의 전송지연을 고려하지 않고 최대 처리량의 일정수준을 확보하고 다중 초음파 통신 채널을 통하여 고속의 데이터 전송이 가능한 새로운 고효율의 음향 기반 수중 영상 통신시스템을 제시한다. 제시된 시스템은 중심주파수가 136khz이고 10khz의 밴드 폭에서 동작하는 음향 트랜스듀서, 전단증폭기, $\pi/4 QPSK$ 변복조 방식, JPEG 기술을 사용한 영상 압축방식과 수정된 Stop & Wait 프로토콜로 구성한다. 실험 결과는 수조 테스트에서 고효율의 수중영상 전송이 가능하였고, 또한 그 결과는 기존에 개발된 시스템과 타당한 전송성능을 비교 입증하였고 해양에서 실용 가능성을 연구 검토하였다.
본 연구에서는 고탁도 원수의 효율적인 처리를 위해 수평류식 핀 부착 경사판(HFIP)을 설치하여 그에 따른 적용성을 평가하는데 목적을 두었다. 실험결과는 저탁도 원수 유입의 경우 HFIP 적용 후에 0.34 NTU의 방류수질과 90.45%의 제거효율을 나타냈다. 고탁도 원수의 경우에는 0.75 NTU의 방류수질과 97.27%의 제거효율을 나타냈다. 방류수질 안정성 측면에서는 HFIP 적용 후 0.12 NTU(저탁도 원수), 0.75 NTU(고탁도 원수)의 표준편차를 보였으며, 설치 전과 비교하여 방류수질 변동 폭이 상당히 개선된 것으로 나타났다. 이러한 결과는 HFIP 설치로 인해 수류 속도 분포의 안정화와 침강효율이 증가하였기 때문인 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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