• 한국군사과학기술학회지
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• 제22권6호
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• pp.773-783
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• 2019

A numerical analysis of a turbulent flow with a 'large-eddy breakup device(LEBU)' was performed to investigate the influence of the device on the drag of underwater vehicle using commercial CFD code, FLUENT. In the present study, the vehicle drag was decomposed to skin-friction coefficient(C_f) and pressure coefficient(C_p). The variation of the vehicle C_f and C_p were observed with changing location of the device and Reynolds number. As a result, the device decreased the vehicle C_f because it suppressed the turbulent characteristics behind the device. The larger Reynolds number, the higher reduction effect when the device was placed in front part of, and near the vehicle. On the other hand, the device increased/decreased the vehicle C_p with increasing/decreasing turbulent kinetic energy at recirculating flow region behind the vehicle. The total drag change by the device was caused by C_p rather than C_f.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.229-235
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• 2019

지구 환경문제와 자원 고갈에 따른 에너지 위기로 인해 화석 연료를 사용하지 않아 이산화탄소와 같은 온실가스 배출이 없는 청정 에너지원으로서 신재생 에너지는 중요성이 강조되고 있다. 부유식 태양광발전은 기존의 태양광 발전기술과 플로팅 기술을 융합한 신개념의 발전 방식이다. 종래의 육상이나, 건축물이 아닌 유휴수면에 설치하는 재생에너지원으로 구조체, 계류장치, 태양광 발전설비, 수중케이블 등으로 구성된다. 또한 단위모듈 형태로 설계되어 발전용량에 따라 단위모듈을 서로 연결하여 대규모 발전 시설을 조성할 수 있다. 태양광 발전기는 옥외에 설치되기 때문에 구조물에 대한 풍하중의 영향이 매우 크다. 본 연구에서는 부유식 태양광 발전 구조물에 큰 영향을 주는 풍하중을 전산유체역학을 통해 해석하였다. 유동 특성과 풍하중에 대한 풍향과 경사각의 영향을 분석하였다. 모듈의 개수와 바람의 방향에 따라 최대 하중을 받는 위치와 크기 그리고 태양광 패널과 부유체 주위의 유동 특성을 구하였다. 태양광 패널의 지면에 대한 경사각이 클수록 풍하중은 증가하였다.

• 한국음향학회지
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• 제40권4호
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• pp.320-329
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• 2021

본 논문에서는 선박 수중방사소음 저감을 위한 에어마스커의 기포크기 추정 모델을 제시하였다. 제시된 모델은 Rayleigh의 제트 불안정 모델과 연속 조건을 이용하여 유도된 기존 모델에 공기의 제트유속을 도입함으로써 저속유동 조건에서 발산하는 단점을 보완 하였다. 공기의 제트유속은 유동이 없는 경우 기포의 크기를 이용하여 추정하였다. 유동이 없는 매질에서 기포의 크기는 분사된 공기의 레이놀즈수를 기반으로 층류구간, 천이구간, 그리고 난류구간으로 나누어 경험적 방법으로 추정 하였다. 제시된 기포크기 추정 모델은 Computational Fluid Dynamics(CFD) 해석결과 그리고 기존 문헌의 실험결과와 비교하여 잘 일치함을 확인하였다. 끝으로, 음향 역산법을 활용하여 대형터널에서 수행된 에어마스커 공기분사 실험의 계측된 삽입손실로부터 기포의 분포를 추정하였다. 역산된 기포분포와 기포크기 추정 모델의 추정 결과를 비교하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제4권4호
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• pp.79-93
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• 1984

수중조류(水中藻類) 제거(除去)하기 위한 공법(工法)의 하나로 가압부상법(加壓浮上法)은 아주 효과적(効果的)이다. 이러한 가압부상법(加壓浮上法)의 효율(効率)에 영향을 미치는 요소(要素)로는 시료수(試料水)에 대(對)한 가압수(加壓水)의 체적비율(體積比率), 가압수(加壓水)의 압력(壓力), 접촉시간(接觸時間), 응집제(凝集劑)의 종류(種類) 및 투여량, 수온(水溫), 반응조내(反應槽內)의 물의 흐름상태, 기포(氣泡)의 크기 및 상승속도(上昇速度), 그리고 기포(氣泡)와 입자(粒子)간의 접착(接着) 등이다. 본(本) 연구(硏究)에 있어서는 모형조내(模型槽內)에서 실제의 기포(氣泡) 상승속도(上昇速度)와 이론적(理論的)인 상승속도(上昇速度)와의 비교, 기포(氣泡)와 입자(粒子)간의 접착현상(接着現象) 규명 기포(氣泡)의 크기 및 상승속도(上昇速度)가 수중조류(水中藻類) 제거공정(除去工程)에 미치는 영향 등을 규명함으로써 가압부상법(加壓浮上法)의 합리적(合理的)인 적용방법(適用方法)을 검토(檢討)하였다. 수중조류(水中藻類) 제거(除去)를 위하여 기포(氣泡)의 발생(發生)과 기포(氣泡)의 크기 변화(變化)과정 및 기포(氣泡)의 부상속도(浮上速度), 기포(氣泡)와 입자(粒子)간의 접착현상(接着現象), 연속식(連續式) 가압부상(加壓浮上) 실험(實驗)의 이론적(理論的) 고찰과 실험적(實驗的) 증명에 의(依)하여 얻은 결과(結果)는 다음과 같다. 기포(氣泡) 상승속도식(上昇速度式)은 스톡스 방정식(方程式)보다 아이브스 식(式)이 더 적합(適合)하다. 기포(氣泡)와 조류(藻類)와의 결합(結合)은 컨벡티브 타입이었으며 부착현상(附着現象)과 충돌현상(衝突現象)보다 흡수현상(吸收現象)에 의(依)한 접착(接着)이 많았다. 기포(氣泡)와 크기는 $100{\mu}m$ 보다 작으며 반응조내(反應槽內)의 유동(流動)이 적을 때가 처리효율(處理効率)이 좋았다. 또한, 본(本) 실험(實驗)에 사용(使用)된 연속식(連續式) 가압부상(加壓浮上) 장치의 최적조건(最適條件)으로는 시료수(試料水)에 대(對)한 가압수(加壓水)의 체적비(體積比)가 15%, 반응조내(反應槽內) 체류시간은 15분(分), 가압수(加壓水) 압력(壓力) $4kg/cm^2$, 가압수(加壓水) 분사기(噴射機)의 시료수(試料水) 유입구(流入口)와의 거리는 30cm 이었으며 온수(水溫)의 변화(變化)에 따른 처리효율(處理効率)의 변동은 거의 없었으며 처리효율(處理効率)은 85~91% 였다.

• 한국음향학회지
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• 제33권1호
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• pp.10-20
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• 2014

본 연구에서는 입수 충격에 의한 수중 순간 소음을 연구하기 위해, 황해에서 발사대를 이용하여 해상 실험을 진행하였다. 해상시험선인 청해호 우현상에서 발사대를 이용하여 실린더 몸체를 수직으로 발사하였으며, 이때 발생하는 소음을 하이드로폰으로 측정하였다. 실험에서는 원통형, 원뿔형, 반구형 두부 형상을 가진 3가지 종류의 실린더 몸체가 사용되었다. 측정된 신호는 시간적으로 확연하게 구분되어 3단계로 전시되었다 : (1) 초기 충돌 및 물체 진동단계, (2) 개방 공동 유동 단계, (3) 공동 붕괴 및 거품 진동 단계. 대부분의 경우, 거품 진동 단계의 파형이 초기 충돌 및 물체 진동 단계에 비해 우세하게 나타났다. 공동이 붕괴되기 시작하는 핀치 오프 시간은 0.18 ~ 0.2 s에 발생하였으며, 평균 거품 지속 시간은 0.9 ~ 1.3 s로 지속되었다. 입수 충격 소음은 100 Hz 이하의 대역에서 에너지가 집중되어 있었으며, 생성되는 소음은 두부 형상, 물체 질량, 발사 속도에 의해 영향을 받았다. 결과적으로, 거품 주파수에서 에너지 스펙트럼 밀도의 크기는 원통형, 원뿔형, 반구형 순으로 나타났으며, 동일 입수체에 대해서는 초기 에너지가 클수록 거품 주파수에서 에너지 스펙트럼 밀도가 크게 나타났다. 최종적으로, 버블이 폭발하는 물리적 현상을 기반으로 모의된 신호와 계측 값간 비교 결과 만족스러운 결론을 얻을 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권6호
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• pp.757-764
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• 2019

수중에서 빠른 속도로 운동하는 물체 주변에서 감압이 발생하며, 이로 인해 공동 핵이 팽창함으로써 캐비테이션이 발생한다. 캐비테이션이 발생하게 되면 소음 및 진동이 증가하며, 추진기의 경우 추진 성능이 저해되는 악영향을 초래하기 때문에 이에 대한 예측이 필요하다. 본 연구에서는, 캐비테이션 발생으로 인한 공동소음의 해석절차를 정립하고, 타원형 날개에 적용하였다. 먼저 전산유체역학해석을 수행하여, 날개 형상 주위 유동장 정보를 도출하였다. 공동 핵 밀도 함수를 활용하여, 핵의 초기 반경 별로 개수를 계산하였고 이들을 압력 강하가 큰 날개 끝 전류에 랜덤하게 배치하였다. 이후 공동소음 해석을 위해 각각의 핵에 대하여 Lagrangian 관점에서 버블 다이나믹스를 활용하였고, 계산된 공동의 거동으로부터 소음해석을 수행하였다. 공동소음은 광대역 소음의 특성을 가지는 것을 확인하였으며, 최종적으로 선박해양플랜트연구소(KRISO)의 대형캐비테이션터널(LCT)에서 수행된 실험 계측결과와의 비교를 통해 검증을 수행하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.55-55
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• 2011

연안 및 해안공학의 발달과 더불어 부유식방파제의 기능적 효율성이 중요시 되고 있다. 흔히 사용되어오던 착저식방파제는 설치에 많은 시간과 경비가 소요되고 환경 및 생태계에 많은 변화를 줄 수 있으며, 설치 예정지의 수리학적 특성 등의 여건에 많은 제약을 받는 단점이 있다. 부유식방파제는 일본 등의 선진국을 중심으로 활용이 잦아지고 있는 방파제로서 수면 위에 설치되기 때문에 수중 생태계에 미치는 영향이 적은 친환경방파제이다. 또한 기존에 시공된 중력식방파제와는 달리 수심에 제한을 덜 받고, 공사기간이 짧기 때문에 경제적이다. 실제 시공사례로는 2007년 마산 원전항에 완공된 부유식방파제가 대표적이며, 지금까지도 부유식방파제에 대한 여러 연구자들의 관심이 증가하고 있는 추세이다. 방파제뿐만 아니라 우리나라처럼 국토의 면적이 작은 지역에서 증가하는 해상물동량을 소화하기 위해서 부유식방파제 등을 이용한 항만의 시공이 필요한 실정이다. 이러한 부유식방파제의 분석적인 측면에 있어서 수치해석은 파랑과 구조물의 상호작용을 해석하는 데 한계가 있으며, 부유식방파제 단면형상을 정확하게 재현할 수 없으므로, 수리모형실험을 통한 부유식방파제의 연구가 필요할 것으로 판단된다. 최근 기술의 발달로 인한 유동장 해명이 가능해 졌으며, PIV(Particle image velocimetry) 및 LDV시스템은 다양한 분야에서 응용되고 있다. 특히, LDV시스템은 측정하려는 한 지점에 대하여 레이저 빔을 단면(Cross-section)으로 만들고 입자의 산란광을 후방산란(Back scatter)으로 받아서 도플러 효과를 이용, 속도에 대한 주파수를 획득하며, 유속을 측정하는 장비로 매우 높은 정확도와 비접촉식 이라는 장점을 가지고 있다. 또한, PIV 시스템에 비하여 측정시간이 오래 걸리는 반면 데이터를 가공하지 않고 활용할 만큼 높은 정확성을 가지고 있다. 본 연구에서는 수리모형실험을 통하여 단독형, 2열형 및 3열형 부유식방파제의 형상, 흘수 및 거리를 변화시키며 유동장을 수집하였으며, 방파성능에 따른 와의 생성 및 소멸시점에서의 파랑변형과의 관계를 분석하였다. 방파제의 형상과 흘수를 달리하여 수리모형실험을 수행하였으며, 와류의 상관관계를 분석하였다. 또한, 연직 2차원 Navier-Stokes 방정식 모형을 이용하여 수치모형실험을 수행하였으며, 수치모형실험 결과와 수리모형실험 결과를 비교 분석하였다. 후방방파제에서 발생되는 파랑은 입사파의 주기가 길어질수록 상대적으로 커지는 현상을 보였으며, 흘수심이 깊어질수록 전방방파제 입사 면에서 자유 수면이 높게 관측되는 결과를 보였다. 또한, 비교적 장주기파랑에 해당하는 입사파랑의 경우 전달파고비 산정에 있어서 설계기준인 0.5를 대다수 초과하는 반면, 3열형 구조에서는 대부분이 0.5이하로 상당히 높은 방파성능 결과를 나타내었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.127-136
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• 1990

본(本) 연구(硏究)는 동식물유중(動植物油中)에서 비교적(比較的) 조성(組成)이 단순(單純)하고 난분해성(難分解性) 물질(物質)인 Olive Oil의 유분제거(油分除去) 특성(特性)을, 합성직유(合成織維) 부직포(不織布)를 메디아로 하는 생물학적(生物學的) 유동층(流動層)(BFB) 반응기(反應器)를 사용하여 실험적(實驗的)으로 검토(檢討)하였다. 실험(實驗)은 회분식(回分式)에 의한 유분(油分)의 생물학적(生物學的) 분해성(分解性)과 연속(連續) 실험(實險)에 의한 유분(油分)의 제거(除去) 특성(特性)에 관하여 고찰(考察)하였다. 회분(回分) 실험(實驗)은 BFB 반응기(反應器)에 투입(投入)된 에멀젼상(狀) Olive Oil이 미생물(微生物) 부착(附着) 메이다에 의(依)해서 약 12시간(時間) 정도(程度)에서 흡착(吸着)되었고, 흡착(吸着)된 Oilve Oil은 24시간(時間) 정도(程度)에서 거의 분해(分解)가 완료(完了) 되었다. 또한, Olive Oil의 최대(最大) 비제거속도(比除去速度)와 유분(油分) 농도(濃度) 사이에는 Michaelis-Menten의 효소(酵素) 반은식(反應式)의 함수(凾數) 관계(關係)가 성립(成立)됨을 알 수 있었다. BFB반응조(反應槽)를 이용한 Olive Oil의 제거(除去)의 관한 연속(連續) 실험(實驗)에서는 기질제거속도(基質除去速度)가 1차(次) 반응(反應)의 관계(關係)가 있음을 알 수 있었고, 이때의 기질제거속도계수(基質除去速度係數)는 $k=0.004d^{-1}$이었다. 산소이용속도(酸素利用速度)에서 기질(基質)의 산화(酸化)에 이용(利用)된 산소량(酸素量) a'=0.85mg $O_2/mg$ $COD_{cr}$이고, 내생호흡(內生呼吸) 및 유지대사(維持代謝)에 필요한 산소량(酸素量) b'=0.011mg $O_2/mg$ BVS.day로 나타났다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제23권7호
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• pp.819-829
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• 2020

Underwater communication is necessarily useful for various application domains such as saving of human lives from underwater disasters, marine resource exploration, underwater military fields, underwater environment or ecosystem monitoring, fish farm monitoring and management, etc. Even though the acoustic wave has been the main underwater communication media until now, several media such as optical waves, VLF/ELF waves, magnetic fields, and infrared rays also began to be treated as possible media for underwater communication. If these underwater communicate-possible media are used mixing together, the underwater communication can be much more reliable and efficient through complementing the disadvantages of each communication media with advantages of other communication media. In fact, mixing and using multi-media for underwater communication requires the data flow control in the connection process of different media due to their communication speed gaps and bandwidth differences, and, specially, in the flow control, the appropriate message fragmentation technique is required inevitably. For this reason, this paper presents a fragmentation framework and technique necessary to the flow control in the underwater multi-media communication. In addition, through its implementation and experiments, this paper shows the feasibility on the realization of the multi-media based underwater communication.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제4권2호
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• pp.15-24
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• 2001

Huang 등[1996]이 제안한 해양방류 혼합구역에 대한 분석방법을 활용하여 마산만 해양방류 해역의 혼합구역에서 주변해수의 흐름과 밀도성층의 변화에 따른 혼합 희석에 의한 수중방류하수의 농도변화분포를 산정하였다. 방류해역에서 5월 중순부터 8월 중순까지 3개월 동안 연속 관측된 조류의 매 시간별 유향과 유속변화에 따른 혼합구역에서의 하수농도분포를 계산하고, 마산만 해수유동에 있어 가장 큰 요소인 조류의 변화를 고려하여 15일 간격으로 방류하수의 평균된 농도분포를 구하였다. 이 결과에 의하면 조류의 유속이 상대적으로 강했던 기간동안에는 혼합구역에서의 평균농도는 매우 낮았고, 유속이 약했던 기간에는 낮은 희석률로 인해 평균농도가 매우 높게 나타났다. 그리고 관측된 조류의 주 방향으로 인해 혼합구역이 방류해역의 서측 해안까지 확장됨을 나타내었으며, 이는 방류해역에서 조사된 퇴적물의 오염도 분포결과와도 잘 일치되었다.