본 연구에서는 덕트내 입사파와 반사파의 분리가 가능한 2개 마이크로폰법 (Two-sensor Method)의 입사파와 반사파의 분리측정 정밀도를 확인하고 이 방법에 따라 입사파 음향인텐시티만을 분리 측정하여 투과손실을 구하고 이 값과 ASTM E 477규격에 따른 삽입손실 측정값을 상호 비교검토하고자 한 다.
산란체가 있을 때에 음장은 입사파와 산란파로 구분될 수 있다. 입사파는 산란체에 영향을 받지 않는다. 바꿔 말하면 음원으로부터 나온 소리는 청취자와 주위 환경에 무관하다. 이 논문에 제시된 입사음장 재생시스템은 주어진 공간내에서 입사음장을 재생하여 청취자에 독립적인 가상음장을 만드는 시스템이다. 입사음장 재생은 경계표면제어원칙에 기반하였다.
본 논문에서는 EGS(Electromagnetic Gradient Surface) 구조의 반사 특성과 함께 RCS 특성을 입사파의 다양한 입사각과 편파에 따라 분석하였다. EGS에 입사되는 입사파의 입사각 ${\theta}_i$를 $0^{\circ}$에서 $50^{\circ}$까지 $10^{\circ}$ 간격으로 변화시켜가면서 수직 및 수평 편파를 고려하여 반사 특성 및 RCS 감소율을 비교 분석하였다. EGS의 입사각 ${\theta}_i$가 $0^{\circ}$로 입사하는 입사파의 경우엔 편파에 따른 반사 특성 및 RCS 감소율이 크게 차이가 나지 않았음을 확인하였으며, 입사파의 입사각의 크기가 커지게 될수록 편파에 따른 반사 특성의 차이가 더 크게 나타남을 보였다. RCS 특성의 경우, 입사파의 입사각의 크기가 커지게 되어도 EGS의 수직 방향에서의 RCS 감소율은 약 2 dB 차이를 보이며, 입사각과 편파에 따른 RCS 특성은 유지됨을 확인하였다.
기후상승으로 해수면의 상승으로 인해 삼면이 바다로 둘러싸인 지형적 특성을 가진 우리나라 연안에 파도로부터 시설물의 보호가 중요한 요인으로 꼽히고 있다. 파의 에너지를 저감하여 연안에 위치한 시설물 보호에 많은 연구가 진행되고 있다. 여기서 다루게 될 수중방파제와 다공성 소파장치는 반사와 수심의 변화에 따른 분산효과로 입사파의 에너지 감소를 통해 연안에 위치한 구조물과 배후시설에 대한 피해를 줄이는데 주목적이 있다. 사다리꼴 수중방파제의 전 후면의 기울기를 변화시키며 장주기파의 입사파와 투과파에 대한 연구가 Chang과 Liou(2004)에 의해 연구되었고, 수직 다공성 소파장치의 두께를 변화하며 반사계수와의 상관 관계에 대한 연구가 Madsen(1983)에 의해 진행되었다. 본 연구에서는 해석해를 통해 수중방파제와 다공성 소파장치가 있는 경우에 투과파와 소파장치 전 후면에서의 처오름 높이의 변화에 대해 알아보고, 그에 따른 관계를 알아보고자 한다. 구간은 각각 수심이 일정한 지역과 변화하는 지역, 다공성 소파제가 있는 지역으로 설정하여 각 구간마다 해석해를 적용하여 파고를 측정하였다. 측정된 파고를 이용하여 투과율은 수중방파제를 통과한 입사파와 투과파의 관계를 통해 측정할 수 있다. 수중방파제를 투과한 파는 다공성 소파장치를 통과하면서 파고가 급감하는 현상을 다공성 소파장치 전 후면에서 측정되는 파고를 통해 알 수 있다.
전기-기계 상호관계식을 사용하여 시편에서의 산란파를 탐촉자의 전기 신호로 변환시키는 방법을 다루었다. 산란파에 의한 탐촉자의 전기 신호는 입사파와 산란파의 변위, 응력 관계식의 적분으로 표시되었다. 적분 표면은 산란자를 포함하는 닫힌 표면이며 입사파와 산란파의 변위, 응력도 이 표면 좌표에서의 값을 사용한다. 파동해석 결과에서 구한 산란된 파동으로부터 초음파 현미경의 탐촉자 전기 신호를 구했으며 계산 결과를 실험 결과와 비교하였다.
국내의 주요 외곽시설은 대수심화 및 설계외력의 증대 등으로 경제성 및 안정성 등의 확보를 위해 혼성제 형식의 구조물을 적용하는 사례가 주를 이루고 있다. 혼성제 근고부 안정성과 관련해서는, 설계파에 대한 안정적인 피복재 중량을 구하는 것이 설계상 중요하다. 기존의 직각 입사파에 대한 연구는 많이 수행되어 왔으나, 경사 입사파 조건에 대한 검토 사례는 미미한 실정이다. 또한 직각입사 뿐만 아니라 경사 입사파에 대한 근고부 중량산정식으로 확장된 Tanimoto식을 적용하고 있으나, 수리실험과 중량산정식에 대한 오차가 발생하고 있어 수리실험을 통해 기존의 산정식에 대한 검토가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 경사입사파 조건에 따른 혼성제 제두부 구간의 피복재 안정성에 대하여 실험을 수행하였다. 설치수심은 0.3m 수심으로 고정하고, 입사각도를 0°, 30°, 45°, 60° 및 75°로 변화시켜 실험을 수행하였다. 전체 연장 10m의 모형에서 종점부 1m 구간을 실험구간으로 설정하고, 피복재의 종류는 피복석(50g), 콘크리트 피복블록(Tetrapod, Tripod)를 사용하였으며, 파랑조건은 불규칙파를 적용하였다. 주기 및 파고를 변화시켜 수리실험을 수행하였다. 실험결과는 제두부 구간에 피복된 피복재의 구간별 피해율을 분석하기 위해 구역분할도 적용하였으며, 확장된 Tanimoto식과 비교분석하여 중량산정식의 타당성을 검토하였다.
해양환경의 극한 환경조건에 노출 된 고정식 및 부유식 해양구조물의 안전성과 설계비용 효율성에 있어서 파랑-구조물 상호작용의 정확한 예측은 중요하다. 본 연구에서는 규칙파 중 원형 기둥에 대한 파랑-구조물 상호작용을 해석하였다. 3차원 이상유동(two-phase flow)을 해석하기 위해 오픈소스 전산유체역학 라이브러리인 오픈폼을 사용하였다. 4개의 원형기둥이 정사각형 배열을 이루고 있을 때 규칙파의 입사각도에 따른 상호작용을 해석하였다. 원형 기둥 구조물에서의 wave run-up을 입사파의 기울기에 따라 비교하였다. 원형 기둥과 입사파의 상호작용으로 인해 원형 기둥 사이에 높은 파가 생성되는 것을 확인하였다. 본 해석 결과는 구조물과 입사파의 상호작용에 의한 air gap에 대한 연구의 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.
해상 상태의 변화는 어선에 탑승하고 있는 선원들의 피로도, 인지능력, 활동성 및 숙련도 변화 등과 같은 현상이 발생한다. 어선의 동요가 심해지면 특히, 멀미 증상이 발생하게 되며 개개인의 작업수행 능력이 급격히 떨어진다. 본 연구에서는 3톤급, 7톤급, 10톤급, 20톤급 어선을 대상으로 하여 파랑 중 운동 성능을 평가하여, 실해역 조건으로 어선의 선내 위치별 수직가속도 성분을 선체 운동 계산법을 통하여 계산하였다. 어선의 크기별 정박상태에서 수직가속도 스펙트럼을 사용한 멀미의 정도를 표시하였으며, MSI 계산은 입사파 방향 180도, 150도, 120도, 90도, 60도, 30도, 0도로 수행하였다. 그 결과 특정 주파수에서 입사파 방향에 따른 멀미의 가능성이 나타났다.
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.
포한신항내 2개 정점에서의 현장관측자료와 수치실험 결과를 비교·검증하여 쌍곡형 수치모형의 적용성을 검토하였다. 단일 방향 규칙파를 입사파 조건으로 사용한 경우 정점 P2, P3에서 관측치와의 오차가 각각 약 12,26%로 제시되었으며, 다방향 성분파를 입사파 조건으로 사용한 경우 2개 정점에서의 오차가 각각 약 4,16%로 나타나 대략 9% 개선된 결과를 얻었다. 포항신항의 1994년의 평면 배치와 제4 투기장 완공후의 평면 배치에 대하여 다방향 성분파를 입사파 조건으로 하여 항내정온도의 개선 상태를 평가하였다. 그 결과, 제4 투기장계획에서 연장된 200m의 북방파제만으로는 제7 부두에서 하역불능시간이 긴 문제를 해결하기가 어려울 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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