• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2022.05a
• /
• pp.219-219
• /
• 2022

지구 온난화와 함께 발생하는 해수면 상승은 한반도의 해안지역을 비롯하여 울릉도 등 도서지역 전반에 걸쳐 진행 중이다. 또한 해수면의 온도 상승으로 인한 열대저기압의 생성 시 에너지 공급이 증가하며 연안으로 내습하는 파랑 내습 에너지가 커지게 된다. 경상북도 울릉군에 위치한 남양항은 최근 2019년 태풍 다나스 및 2020년 태풍 마이삭 등에 의해 고파랑 혹은 침수 피해가 발생하여 항 내에서는 물양장과 선박이 파괴되고 방파제가 전도되는 등의 피해가 속출하였다. 동해안의 태풍 내습, 지구 온난화와 저기압 발달에 의한 수위 상승 등과 같은 다양한 해양기후를 고려한 연안 구조물의 파랑 영향을 검토하는 것이 중요할 것으로 판단되었다. 기상청 태풍센터에서 제공하는 1979년부터 2020년까지 한반도 해역에 내습한 태풍 중 울릉도에 영향을 미친 태풍은 18개로 울릉도 인근에 영향을 준 내습 태풍을 10년 단위로 분석해 보면, 1980년대 3개, 1990년대 2개, 2000년대 8개, 2010년대 3개, 2020년 2개로 2000년대에 울릉도 영향권에 들어간 태풍이 가장 많았으며, 심해파 추산 기간 이후 2020년 1년 동안 울릉도 인근으로 마이삭, 하이선과 같은 2개의 태풍이 연속적으로 영향을 주었다. 울릉도에 영향을 미친 18개 태풍을 대상으로 일본 기상청(JMA)에서 제공하는 1시간 바람장을 이용하여 파랑 후측 수치 모의를 수행하였으며, 해양수산부와 기상청 관측 부이를 이용하여 파랑에 대한 정확도를 확보하였다. 고파랑 내습 시 연안에 조우하는 수위 조건은 파랑 에너지의 증가를 결정하게 되며, 항만 구조물의 설계에 적용되고 있는 약최고고조위 이상(4대분조의 최대 조위)의 최극조위 조건에서 해안 구조물에 월파 및 침수 피해를 주는 요인으로 작용할 수 있다. 이를 바탕으로 울릉도 남양항에서 폭풍 시 내습한 최극고조위(0.65m)와 IPCC 5차 보고서에 제시한 최악의 시나리오(RCP 8.5) 조건에서 울릉도에서 확인된 0.79 cm 상승고를 반영하여 범람위험평가를 광역에서의 계산 결과를 입력자료로 하여 준 3차원 비 정수압 파랑 변형 수치 모형인 MIKE 3 Wave를 사용하여 실험하였다. 해수면 상승에 의한 수위 상승고는 연안 파랑 증가에 영향을 주었으며 연안 구조물의 침수 피해에 영향을 줄 것으로 판단되었다. 월파 차단, 파랑 차폐의 목적으로 건설되는 구조물의 규모 및 천단고 등을 설정하는데 설계 수위의 선정은 중요하다. 수치 실험 결과를 바탕으로 방파제 및 호안의 범람 위험 평가를 수행하고 구조물 설계 시 이러한 해수면 상승고가 반영된 설계가 중요하다는 것을 위험 평가를 통해 확인할 수 있다.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
• /
• v.11 no.4
• /
• pp.181-190
• /
• 2008

To response climate change and Kyoto protocol and to reduce greenhouse gas emissions, marine geological storage of $CO_2$ is regarded as one of the most promising option. Marine geological storage of $CO_2$ is to capture $CO_2$ from major point sources(eg. power plant), to transport to the storage sites and to store $CO_2$ into the marine geological structure such as deep sea saline aquifer. To design a reliable $CO_2$ marine geological storage system, it is necessary to perform numerical process simulation using thermodynamic equation of state. The purpose of this paper is to compare and analyse the relevant equations of state including ideal, BWRS, PR, PRBM and SRK equation of state. To evaluate the predictive accuracy of the equation of the state, we compared numerical calculation results with reference experimental data. Ideal and SRK equation of state did not predict the density behavior above $29.85^{\circ}C$, 60 bar. Especially, they showed maximum 100% error in supercritical state. BWRS equation of state did not predict the density behavior between $60{\sim}80\;bar$ and near critical temperature. On the other hand, PR and PRBM equation of state showed good predictive capability in supercritical state. Since the thermodynamic conditions of $CO_2$ reservoir sites correspond to supercritical state(above $31.1^{\circ}C$ and 73.9 bar), we conclude that it is recommended to use PR and PRBM equation of state in designing of $CO_2$ marine geological storage process.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
• /
• v.11 no.4
• /
• pp.191-198
• /
• 2008

To design a reliable $CO_2$ marine geological storage system, it is necessary to perform numerical process simulation using thermodynamic equation of state. $CO_2$ capture process from the major point sources such as power plants, transport process from the capture sites to storage sites and storage process to inject $CO_2$ into the deep marine geological structure can be simulate with numerical modeling. The purpose of this paper is to compare and analyse the relevant equations of state including ideal, BWRS, PR, PRBM and SRK equation of state. We also studied the effect of thermodynamic equation of state in designing the compression and transport process. As a results of comparison of numerical calculations, all relevant equation of state excluding ideal equation of state showed similar compression behavior in pure $CO_2$. On the other hand, calculation results of BWRS, PR and PRBM showed totally different behavior in compression and transport process of captured $CO_2$ mixture from the oxy-fuel combustion coal-fired plants. It is recommended to use PR or PRBM in designing of compression and transport process of $CO_2$ mixture containing NO, Ar and $O_2$.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
• /
• v.13 no.3
• /
• pp.187-197
• /
• 2010

Carbon dioxide Capture and Storage(CCS) is regarded as one of the most promising options to response climate change. CCS is a three-stage process consisting of the capture of carbon dioxide($CO_2$), the transport of $CO_2$ to a storage location, and the long term isolation of $CO_2$ from the atmosphere for the purpose of carbon emission mitigation. Up to now, process design for this $CO_2$ marine geological storage has been carried out mainly on pure $CO_2$. Unfortunately the $CO_2$ mixture captured from the power plants and steel making plants contains many impurities such as $N_2$, $O_2$, Ar, $H_2O$, $SO_2$, $H_2S$. A small amount of impurities can change the thermodynamic properties and then significantly affect the compression, purification, transport and injection processes. In order to design a reliable $CO_2$ marine geological storage system, it is necessary to analyze the impact of these impurities on the whole CCS process at initial design stage. The purpose of the present paper is to compare and analyse the relevant physical property models including BWRS, PR, PRBM, RKS and SRK equations of state, and NRTL-RK model which are crucial numerical process simulation tools. To evaluate the predictive accuracy of the equation of the state for $CO_2-SO_2$ mixture, we compared numerical calculation results with reference experimental data. In addition, optimum binary parameter to consider the interaction of $CO_2$ and $SO_2$ molecules was suggested based on the mean absolute percent error. In conclusion, we suggest the most reliable physical property model with optimized binary parameter in designing the $CO_2-SO_2$ mixture marine geological storage process.

• Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
• /
• v.25 no.4
• /
• pp.69-80
• /
• 1988

This paper proposes simple formulae for buckling and ultimate strength estimation of plates subjected to water pressure and uniaxial compression. For the construction of a formula for elastic buckling strength estimation, parametric study for actual ship plates with varying aspect ratios and the magnitude of water pressure is carried out by means of principle of minimum potential energy. Based on the results by parametric study, a new formula is approximately expressed as a continuous function of loads and aspect ratio. On the other hand, in order to get a formula for ultimate strength estimation, in-plane stress distribution of plates is investigated through large deflection analysis and total in-plane stresses are expressed as an explicit form. By applying Mises's plasticity condition, ultimate strength criterion is then derives. In the case of plates under relatively small water pressure, the results by the proposed formulae are in good agreement compared with those by other methods and experiment. But present formula overestimates the ultimate strength in the range of large water pressure. However, actual ship plates are subjected to relatively small water pressure except for the impact load due to slamming etc.. Therefore, it is considered that present formulae can be applied for the practical use.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
• /
• v.16 no.1
• /
• pp.81-91
• /
• 2010

IMO(International Maritime Organization) and the Shipping World rave complied with various kinds of international regulations for maritime safety and marine environmental protection, but the main reason of maritime accidents is that developing countries cannot implement maritime safety related regulations. Although Korea has been a member of the "A group" council of IMO, maritime technology transfer records of Korea are not good. To promote the project of official development assistance in Korea, it is required to select the technology which has a high degree of importance in the fields of maritime safety and has a high degree of demand on the transfer to developing countries, and to concentrate on the selected technology. So, it is necessary to draw valuation factors for maritime safety technology and to decide the priority in order among maritime safety technologies on the basis of valuation factors. Because the weights which show the degree of importance among valuation factors are different from factor to factor, interdependent relationship between factors should be considered on evaluation. In this study, the valuation factors were divided into three groups as the maturity of maritime safety technology, the promotion probability of projects and the degree of importance of technology, and the detailed factors of each group were drawn. A model which used Fuzzy AHP and limiting probability to consider the weights of importance and correlation among valuation factors was developed. To adopt this model, nine types of maritime safety technology in the field of maritime safety information were selected and points were scored for each technology through evaluation. In conclusion, first, ENC related technology was scored to be the highest as 0.0139. Second, the point of ship monitoring technology was scored as 0.0133. Last, oil spill response technology was scored as 0.0132.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
• /
• v.24 no.4
• /
• pp.23-29
• /
• 2017

The packaged optical fiber Bragg grating sensors which were networked by multiplexing the Bragg grating sensors with WDM technology were investigated in application for the structural health monitoring of the marine trestle structure transporting the ship. The optical fiber Bragg grating sensor was packaged in a cylindrical shape made of aluminum tubes. Furthermore, after the packaged optical fiber sensor was inserted in polymeric tube, the epoxy was filled inside the tube so that the sensor has resistance and durability against sea water. The packaged optical fiber sensor component was investigated under 0.2 MPa of hydraulic pressure and was found to be robust. The number and location of Bragg gratings attached at the trestle were determined where the trestle was subject to high displacement obtained by the finite element simulation. Strain of the part in the trestle being subjected to the maximum load was analyzed to be ${\sim}1000{\mu}{\varepsilon}$ and thus shift in Bragg wavelength of the sensor caused by the maximum load of the trestle was found to be ~1,200 pm. According to results of the finite element analysis, the Bragg wavelength spacings of the sensors were determined to have 3~5 nm without overlapping of grating wavelengths between sensors when the trestle was under loads and thus 50 of the grating sensors with each module consisting of 5 sensors could be networked within 150 nm optical window at 1550 nm wavelength of the Bragg wavelength interrogator. Shifts in Bragg wavelength of the 5 packaged optical fiber sensors attached at the mock trestle unit were well interrogated by the grating interrogator which used the optical fiber loop mirror, and the maximum strain rate was measured to be about $235.650{\mu}{\varepsilon}$. The modelling result of the sensor packaging and networking was in good agreements with experimental result each other.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
• /
• v.28 no.6
• /
• pp.955-964
• /
• 2022

According to the statistics of maritime accidents statistics that have occurred in Korea over the past five years, maritime accidents caused by fishing boats have increased every year from 1,646 in 2016 to 2,100 in 2020. In particular, of the 378 capsizing accidents that have occurred in the past five years, 252 capsizing accidents of fishing boats account for a high proportion of 66.7%, therefore, it is urgent to come up with countermeasures. In this study, to determine the cause of the capsizing accident of fishing boat No. 66 poongsung, data such as stability and seawater inflow routes were collected, and the effects of waterproof, additional wood decks, and windbreakers on stability on were quantitatively analyzed. Additional decks, windbreakers, and waterproof installed in No. 66 poongsung cause initial list, deteriorate stability, and fail to meet fishing boat structural standards. In addition, it was analyzed that the stability was weakened due to the characteristics of the hull shape of No. 66 poongsung. To estimate the stability at the time of the accident, the stability at the time of the working in the fishing ground condition, amount of seawater inflow according to the change in sea conditions, hull oscillation situation, and change in stability due to the hull factor were calculated. As a result, the minimum GoM was satisfied at the time of working in the fishing ground, but it could not be restored at the maximum wave height of 4 m, and the minimum GoM was not satisfied at the maximum wave height of 4 m owing to the influence of seawater inflow and oscillation due to the hull list. However, the minimum GoM was satisfied if additional decks and windbreakers installation was excluded among the factors affecting the stability of No. 66 poongsung.

• Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
• /
• v.61 no.1
• /
• pp.16-29
• /
• 2024

2014년 4월 18일 오전 8시 48분경 전라남도 병풍도 인근 해역에서 세월호는 전복된 후 침몰하였다. 사고 당시 이 배에는 승객 443명과 선원 및 승무원 33명 모두 476명이 타고 있었고, 이 중 미수습자 5명을 포함하여304명이 생명을 잃었다. 그 동안 공식적인 사고원인 규명활동이 꾸준히 진행되어 이 사고의 원인을 규명하기 위한 조사가 네 차례 있었다. 하지만 아직까지 사고 원인이 무엇인지 명쾌하게 밝혀지지 않고 있다. 이 글에서는 먼저 그동안 있었던 네 차례의 공식적인 세월호 사고원인 규명활동을 정리하였다. 가장 먼저 사고원인 규명활동을 전개한 해양안전심판원 특별조사부는 2014년 사고 직후부터 그해 12월까지 활동하였다. 특별조사부 최종보고서에는 화물의 과적과 평형수 적재 부족으로 인한 선박복원성 기준 미달, 타각의 대각도 조타와 장시간 유지로 인한 부적절한 조타, 화물의 부실한 고박으로 인한 화물의 이동, 수밀문의 관리 부실로 인한 조기 침수와 비상대피장소(muster station)로의 승객대피 조치 미이행을 사고의 원인으로 들고 있다. 2015년 3월부터 2016년 6월까지 활동한 4·16세월호참사 특별조사위원회(특조위)는 '4·16 세월호 참사 특별 조사위원회 청산 백서'만을 간행하고 최종보고서를 제출하지 못한 채 활동을 종료하였다. 세월호 선체조사위원회(선조위)는 2017년 4월부터 2018년 8월까지 활동하였다. 선조위는 세월호 사고원인 규명을 위한 다른 기구에 비해 위원의 구성도 균형이 있었고, 직권사건 위주의 조사방법도 적절하였다. 또한 조타기와 조타 과실 여부, 급선회 항적 및 횡경사와 핀안정기의 물리적 손상에 관한 용역을 국내 여러 기관에 발주하였다. 뿐만 아니라 다양한 해양사고 원인규명 용역에 참여한 실적이 있는 영국의 기술용역회사인 Brookes Bell에 급선회와 빠른 침몰의 원인 조사를 요청하였다. 아울러 세계에서 가장 활발히 수조실험을 수행하고 있는 상업 연구소인 네덜란드의 MARIN에 수조시험과 시뮬레이션도 의뢰하였다. 하지만 아쉽게도 선조위는 서로 다른 사고 원인을 주장하는 두 권의 종합보고서를 간행하였다. 종합보고서로 '내인설' 종합보고서[6]는 타기 솔레노이드 밸브의 고착으로 시작된 급선회를 사고의 직접 원인으로 지목하고 있다. 하지만 '열린안' 종합보고서[7]에서는 수중체와의 충돌을 직접적인 사고 원인으로 밝히고 있다. 마지막으로 가습기살균제 사건과 4·16세월호 참사 특별조사위원회(사참위)가 2019년 3월부터 2022년 9월까지 활동하였다. 사참위는 위원으로 조선해양공학과 항해학 전문가가 포함되어 있지 않아 세월호의 사고원인 규명활동을 효과적으로 수행하기에는 적절하지 못하였다. 사참위는 주로 조타장치 고장에 따른 세월호 전타 선회현상 검증, 세월호 변형 손상부의 확인 및 원인 조사와 세월호 횡경사 원인과 침수과정 분석을 직권 과제로 추진하였다. 또한 네덜란드 MARIN에 자유항주시험을 추가로 의뢰하였으며, 핀란드의 NAPA group에도 복원성 계산과 침수해석을 의뢰하였다. 사참위는 선조위의 두 가지 사고원인에 대해 '내인설'의 솔레노이드 밸브 고착은 사고원인일 가능성이 매우 낮고, '열린안'의 수중체와의 충돌 시나리오는 근거가 부족함을 확인하였다. 이상에서 정리한 바와 같이 규명활동이 진행됨에 따라 사고원인이 수렴되어야 함에도 불구하고 아직까지 원인을 시원하게 밝히지 못하고 있다. 이 글에서는 사고원인 규명활동을 수행한 네 개 기구의 구성과 활동 내용을 비교하고, 사고조사 위원회의 바람직한 구성과 위원회의 운영 방법을 제시하고 있다. 또한 Brookes Bell 보고서에 수록된 출항 당시의 흘수에 근거한 배수량과 선미 램프의 폐쇄 전후의 횡경사각으로부터 도출한 GoM도 소개하고 있다. 아울러 출항 당시의 GoM값으로 추정한 사고 당시의 GoM값도 소개하고 있고, 수중체와의 충돌 시나리오를 후보 사고 시나리오에서 제외시켜야 할 이유도 열거하고 있다. 끝으로 해양사고 원인규명 활동이 보다 과학적으로 그리고 보다 합리적으로 이루어질 수 있기 위해 그리고 우리 사회의 안전문화 제고를 위한 몇 가지의 방안을 제시하고 있다. 또한 세월호 사고로 치른, 아직도 치르고 있는 희생을 딛고 해양안전문화가 한 걸음 더 나아가기 위해서는 세월호 사고의 원인을 반드시 규명해야 한다는 말씀으로 글을 마무리하고 있다.