• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2023년도 추계학술대회
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• pp.100-102
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• 2023

항로추종성능은 자율운항선박(MASS)의 중요한 자율제어기능 중 하나이다. 이는 선박의 안전성을 보장하기 위해 중요하며, 자율운항선박의 설계 단계에서 사전 평가가 필수적이다. 본 연구는 자율운항선박의 항로추종성능 평가를 위한 전산유체역학(CFD) 모델과 LOS 알고리즘 연계 방안을 제안한다. 먼저, 자율운항선박의 정수 중 거리 이탈 편차를 이용한 항로 추종 성능 평가 모델 개발에 관하여 기술했다. 먼저, 항로 추종을 수행하는 선박 주변의 난류 흐름은 비압축성 뉴턴 유체의 가정하에 비정상 RANS(Reynolds Averaged Navier-Stokes) 법을 이용하여 수치적으로 계산되었다. 중첩격자계법을 CFD 모델에 적용함으로써 거리 이탈 편차를 이용하는 LOS(Line-of-Sight) 가이던스 알고리즘에 의한 타의 회전 및 이에 따른 선체의 6 자유도 움직임을 CFD 환경에서 구현하였다. 개발된 자유 항주 선박 CFD 모델을 이용하여 항로 추종 시뮬레이션 평가 결과, 설정된 항로에서 선박의 정수 중 항로 추종 제어는 파도, 조류, 및 바람과 같은 외부 교란의 부재로 LOS 알고리즘에 의한 우현/좌현 측 변침뿐만 아니라 직진 경로의 추종도 성공적으로 수행됨을 확인하였다. 선체, 프로펠러, 타의 복잡한 상호작용을 정도 높게 해석할 수 있는 자유 항주 선박 CFD 모델과 LOS 알고리즘의 결합은 자율운항선박의 항로 추종 성능 평가를 정량적으로 평가하는 데 기여할 것으로 기대된다.

• 자원환경지질
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• 제13권3호
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• pp.185-192
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• 1980

원유 비축시설 건설을 위한 예비조사로서 지표지질조사, 탄성파탐사 및 시추조사를 실시하고, 그 결과를 종합분석하여 본보고서를 작성하였다. 본지역의 지질은 백악기의 중성화산암류인 안산암과 이를 관입한 후기 백악기의 불국사통에 속하는 섬장암과 반화강암으로 구성되어 있으며, 절리는 불규칙적이기는 하지만 $N10^{\circ}{\sim}60^{\circ}E$, $70^{\circ}SE$ 내지 수직이 우세하다. 탄성파 탐사결과에 의하면, 본조사지역 동반부에 남북방향의 저속도대가 발달하고 있음을 확인하였으며, 지층별 추정탄성파속도를 요약하면 표토층, 200~800m/sec; 상부풍화대 500~1000 m/sec; 하부풍화대와 연암, 1000~3000 m/sec; 경암, 3000m/sec 이상이다. 시추결과에 따르면, 안산암은 매우강하고, 치밀하고, 암심회수율과 RQD는 거의 100%에 달하고 있었다. 섬장암의 분포지역은 절리가 발달해 있었고, 55~63m (DH-2 hole) 구간에 특히 발달되어 있었다. 수압시험은 double packer를 이용하여, 공저에서 부터 매 2m 간격으로 $5kg/cm^2$와 $10kg/cm^2$의 압력으로 수압시험을 실시하였으며, 누수현상이 일어나는 구간은 $5kg/cm^2$ 이하의 압력으로 실시하여 매구간별 투수계수를 구했다. DH-1 hole의 경우 자연수위는 지표하 9m였고, 38~40m 까지는 투수계수가 $3.77{\times}10^{-4}{\sim}6.44{\times}10^{-4}cm/sec$에 이르며 48~70m 구간까지는 $10kg/cm^2$의 수압하에서 전혀 누수현상이 발생하지 않았으며, 매우 견고한 암석임을 임시하고 있다. DH-2 hole 의 경우, 파쇄 및 년층작용으로 본구간의 투수계수는 $1.86{\times}10^{-4}{\sim}2.5{\times}10^{-4}cm/sec$를 나타내고 있다. 현재까지 조사된 결과로 보면, 서반부에 발달한 계곡을 따라 선장암체가 심히교란되어, 본지역을 피하여 지하비축 구조물이 설치되어야 할것으로 사료된다.

• 한국항해항만학회지
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• 제43권3호
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• pp.172-178
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• 2019

위성항법시스템의 안정적인 항법정보 제공에 대한 요구사항은 점차 증가하고 있지만, 의도적인 전파교란 및 자연환경 변화에 의한 성능 저하는 현실적으로 완벽히 해결하기 어렵다. 이러한 위성항법 시스템의 단점을 보완하기 위한 대표적인 항법시스템으로 고출력 신호를 이용한 지상파항법시스템인 eLoran이 주목받고 있고, 의도적인 전파교란에 강인하다는 장점이 있다. 사용자는 eLoran 시스템에서 사용 환경에 따라 E-field 또는 H-field 수신 안테나 중에서 적합한 것을 사용한다. 안정적인 접지 연결에 대한 제약이 없고, 상대적으로 주변 전자장비의 잡음에 강인한 H-field 안테나는 두 개의 루프로 구성되어 루프 간의 위상과 이득차이로 인해 등방성을 가지지 못한다. 그러므로 H-field 안테나는 정지위치에서도 수신한 신호의 방향에 따라 측정치의 변화가 발생하는 단점이 있고, 보다 정확한 측위 결과를 위해서는 신호의 방향에 따른 오차를 제거해야한다. 본 논문에서는 H-field 안테나와 송신국간의 기하학적 방향에 따른 오차를 제거하기 위한 지향성 보상기법을 제안하였다. eLoran 모의 신호생성기를 활용하여 오차를 분석하고 모델링하여 보상하는 기법을 개발하였고, 시뮬레이션과 차량실험을 통해 제안한 기법의 성능을 검증하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권9호
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• pp.1641-1648
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• 2016

기상 레이다는 해당 영역에서의 비, 구름이나 먼지 입자 등에 의해 반사되어 나타나는 기상신호로부터 신호의 도플러 주파수 및 도플러 스펙트럼 폭 값들을 추정한다. 이러한 값들은 평균풍속, 대기교란 정도 등의 정보와 직접적으로 연관된 중요한 변수들이다. 따라서 정확한 기상정보를 얻기 위해서는 이러한 추정 값들에 대한 매우 높은 신뢰성이 요구 된다. 그러나 기상 레이다에서는 기상현상에 의한 수신 신호뿐만 아니라 지표면 반사나 이동하는 물체 등에 의한 반사파들, 즉 클러터가 포함되어 나타나게 된다. 이러한 클러터들의 존재는 기상정보 추출을 위한 변수 값들을 추정하는데 심각한 오차를 유발하게 된다. 따라서 본 논문에서는 강력한 클러터들에 의한 추정 오차를 분석하기 위하여 기상 수신신호 및 클러터들에 대한 도플러 스펙트럼 모델들을 각각 도출하였다. 이러한 모델들을 이용하여 기상 신호 및 클러터 전력에 따른 다양한 수신신호들을 모의 구현하고 처리함으로서 클러터에 의한 영향을 분석하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.1249-1253
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• 2005

대부분의 국내 다목적 댐은 유역면적이 넓고 강우기 집중강우로 인하여 유입되는 입자성 물질이 상당히 많은 편이며, 영양염의 증가로 인하여 저수지내부에서 발생되는 입자성 물질도 많다. 이로 인하여 호소에는 외부에서 유입된 무기$\cdot$유기성 입자와 내부 생성된 유기성 물질들이 장기간 축적되어 저수지 용량이 줄어든다. 본 연구에서는 저수지 퇴적물 상태를 탐사하는 효율적인 조사기법을 제시하고자 한다. 퇴적물 탐사기법에는 탄성파탐사 등을 이용하는 간접적인 방법과 코아를 이용하는 직접적인 방법, 퇴적층 동위원소 분석 기법 등이 있으며, 이러한 기법에 대한 기본원리 및 특성, 효용성 등을 평가하고 현장에 적합한 방법을 실제 적용하였다. 퇴적물 분포를 조사하기 위하여 먼저 다중빔(MBES)을 이용한 정밀 지형조사를 실시하였으며 이를 통하여 호저지형의 특징을 간접적으로 평가할 수 있었다. 직접적인 조사방법으로 gravity corer를 사용하여 몇 개의 지점을 sampling하였으며, 잠수부가 직접 핸드코아링를 실시하여 퇴적층을 측정하였다. 16지점에서 실시한Gravity core 결과 세 곳의 조사 정점에서 최대 70cm 두께의 퇴적층이 중력식 시추기에 의해 획득되었으며 다른 정점에서는 50cm, 20cm가 시추되었고 그 나머지 지점에서는 퇴적물이 채취되지 않았다. 이는 퇴적층이 얇아 코아가 쓰러지거나 시료채취가 되지 않은 것으로 판단되었다. 잠수부가 hand corer를 이용한 시료 채취시에 채취된 시료의 퇴적층은 각 지점별로 덕치리 25cm, 경계지점 25cm, 우산리 지점 45cm로 조사되었다. 납-210(반감기 22.3년)을 이용하여 최근에 형성된 주암댐 호수저 퇴적물 중 퇴적작용 이후 교란을 받지 않은 지역의 시추 시료를 대상으로 퇴적속도를 구하였다. 주암호에서 취한 코아퇴적물 시료는 현장에서 냉동하여 실험실에서 약 2cm 간격으로 절단하여 절단체 별로 동위원소 분석을 실시하였다. $^{210}Pb$의 농도는 grand-daughter인 $^{210}Po$를 측정함 후 감마분석에 의하여 구하였다. CF:CS 연령모델을 적용한 결과 깊이에 따른 supported $^{210}Pb$와 퇴적 속도는 0.91cm/year 인 것으로 산정 되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권11호
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• pp.65-73
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• 2005

천음속 미교란 모델과 1단계 1차 Arrhenius 화학반응식을 이용하여 반응유체의 압축성 유동에 대하여 연구하였다. 유체 유동은 적은 열방출을 수반하는 희박 예혼합 반응에 국한시켰다. 천음속 연소에 끼치는 채널형상과 채널입구 마하수의 영향 등을 수치해석을 이용하여 조사하였다. 수치결과에서 채널확대는 주어진 채널길이 내에서 화학반응을 증가시키고 있음에 반하여 채널수축은 출구 근처에서 화학반응을 억제시키고 있음을 보여주고 있다. 확대형 채널 내에서 입구유동 마하수 증가는 고정된 반응속도에서 유동을 가속시켰으며 불활성 유체 경우에는 나타나지 않는 약한 충격파가 나타났다. 또한 확대형 채널 출구 근처의 압력과 온도를 증가시키고 주어진 채널길이 내에서 반응체의 소비를 도와준다.

• 한국추진공학회지
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• 제18권2호
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• pp.60-66
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• 2014

액체로켓엔진 연소기의 연소안정성을 평가하기 위한 방법으로 연소 시 외부 교란을 공급하여 안정성 특성을 확인하는 방법이 사용된다. 본 논문에서는 연소기의 연소안정성 평가시험을 위한 펄스건 기폭시험에 대한 연구를 수행하였다. 비연소조건에서 펄스건 기폭시험을 수행하여 압력파의 강도를 확인함으로써 펄스건의 장약량을 결정하였다. 동일한 연소기 헤드에서 펄스건이 적용되지 않은 14번의 연소시험 동안 연소불안정이 나타나지 않았지만, 펄스건이 적용된 두 번의 탈설계점 조건에서는 연소불안정 현상이 발생하였다. 이로부터 펄스건을 이용한 기폭시험이 연소안정성 평가의 방법이 될 수 있음을 확인하였으며, 연소안정성 판정을 위한 연소시험 횟수를 줄일 수 있는 방법임을 제시하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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• pp.377-381
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• 2006

본 논문에서는 노즐출구 단면에 설치된 메쉬 스크린을 이용하여 초음속 제트 소음 제어하기 위한 실험을 수행하였다. 메쉬 스크린은 미소 직경을 가진 스테인레스 철사들로 만들어졌으며 철망 형태이다. 노즐 압력비는 과팽창에서 부족팽창된 초음속 제트를 얻기 위해 다양하게 변화시켰다. 초기 제트 전단층을 교란하기 위해, 메쉬 스크린의 중앙 부분에 구멍을 만들었으며 그 구멍크기는 메쉬 스크린의 소음 저감효과를 조사하기 위해 변화시켰다. 유동장을 가시화하기 위해 쉴리렌 광학 장치를 사용하였고 OASPL과 소음 스펙트럼을 얻기 위해 음향을 측정하였다. 본 실험으로부터 얻어진 결과는 메쉬 스크린이 스크리치 톤을 상당히 억제하였으며, 메쉬 스크린의 구멍크기는 초음속 제트 소음을 저감하는 중요한 인자였다. 과팽창된 제트인 경우, 소음 저감효과는 적정팽창과 부족팽창된 제트에서의 저감효과보다 매우 크게 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권5호
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• pp.423-430
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• 2014

파이프 유동 내에서 일어나는 소음 및 진동현상의 경우 일반적으로 난류유동과 근처의 벽면사이의 유동유기진동에 의해 일어나게 된다. 복잡한 난류유동을 가지는 확장관의 단순한 경우에서 본 연구는 수행되었지만, 방사소음의 경우 주어진 모델에서 크기와 형상 그리고 두께 등에 상당히 영향을 받게 된다. 또한, 방사소음은 그 파가 퍼져나가면서 주위 시스템에 교란특성이나 불안정성을 야기시키게 되는데 결국 중요한 파단과 파손을 일으키게 된다. 본 연구는 다양한 상용프로그램들 (Fluent, NASTRAN, 그리고 VIRTUAL LAB)을 이용하여 이러한 현상을 파악하고자 하였다. 이 연구를 통해 유동소음에 있어 깔려있는 물리현상들을 이해하고자 하였다. 확장관의 경우 단면적의 급격한 변화에 의해 박리와 높은 압력강하를 겪게 되는데, 방사소음의 계산으로 이 방사소음의 크기가 100에서 500Hz영역에서 전체적으로 약 20dB정도 감소시킬 수 있는 것을 확인할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.185-192
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• 1993

장주기파(長週期波)의 침입(侵入) 변형(變形)에 의한 항내(港內) 수면교란(水面攪亂) 현상(現像)을 효과적(效果的)으로 분석(分析) 및 예측(豫測)하기 위하여 해석해(解析解)와 유한요소(有限要素)를 복합적(複合的)으로 사용한 수치모형(數値模型)을 이용하였다. 기본방정식(基本方程式)으로 완경사(緩傾斜) 방정식(方程式)을 사용하였으며, 고체(固體) 경계면(境界面)에서는 부분흡수(部分吸收) 경계조건(境界條件)을 사용하였다. 방파제(防波堤) 주변(周邊)과 항내(港內) 영역(領域)은 유한요소(有限要素)로 모형화(模型化)하고 항외(港外) 영역(領域)에서는 Helmholtz 방정식(方程式)의 해석해(解析解)를 이용하였다. Chen과 Mei(1974)의 방법(方法)을 이용하여 경계치(境界値) 문제(問題)의 범함수(凡凾數)를 구한 후 구성(構成)되는 최종적(最終的)인 연립방정식(聯立方程式)을 Gauss 소거법(消去法)으로 푸는 수치모형(數値模型)을 수립(樹立)하였다. 현장관측(現場觀測) 자료(資料)의 스펙트럼 분석(分析)으로 제시된 동해항(東海港)의 Helmholtz natural period 및 제(第)2 첨두주기(尖頭週期)는 수치계산(數値計算)으로 구해진 것과 잘 일치(一致)하였다. 항만구조물(港灣構造物)에서의 반사율(反射率)을 변화(變化)시키면서 구한 증폭비(增幅比)와 관측치(觀測値)의 비교(比較) 결과(結果) 반사계수(反射係數)를 0.99로 했을 때 가장 양호(良好)한 일치(一致)를 나타내었다.