본 고에서는 3차원 전선구조해석에 사용하는 직접구조해석기법 및 준직접구조해석기법에 대하여 설명하고 실선계산을 통하여 두 기법의 차이를 비교하였다. 직접구조해석은 준직접구조해석에 비하여 방대한 시간 및 노력이 요구되기 때문에 전선구조해석의 목적으로 사용하기에는 추천할 기법은 아니나 준직접구조해석의 검증, 피로해석 및 신로도 해석 등 응력의 확률 기준이 필요한 경우에는 필수적으로 수행해야 할 것이다.
CTD, 해류계, 인공위성 영상사진을 이용하여 황해 중부의 조석전선 주변역을 조사 한 결과 몇 가지 물리적 특성을 알 수 있었다. 전선은 태안반도 끝 부분을 중심으로 하여 4월 중에 태양열에 의한 해표면 가열과 함께 나타나기 시작하여 8월에 가장 뚜렷 하며 11월에는 표층냉각과 함께 소멸한다. 전선의 북측에서는 전선을 가로지르는 조류 에 의하여 수온 염분의 조석주기 변화가 나타남으로써 전선구조를 보여준다. 경기만에 서 나타나는 전선은 통최상의 조석전선과 달리 한강에서 유출된 담수와 외양수의 만남 에 의하여 형성된다. 표층냉수의 중심에서는 조석혼합역이 연안으로부터 약 50 km 외 양하지 분포한다. 전선의 남측에서도 전선의 구조는 비슷하나 전반적으로 혼합 정도가 약하게 나타난다. 이 연안 혼합역의 연안쪽에서는 금강유출된 담수에 의하여 염분전선 이 좁은 범위에서 흥성된다. 이 염분전선 부근의 일부에서는 용승과 같은 현상이 관측 되었다.
최근에 선박의 도킹해석은 3차원 전선 구조 해석을 통해 수행되어 왔으나 도킹해석 모델을 구성하는데 많은 시간과 노력이 필요하였다. 전선구조해석 모벨을 만들기 위해 필요한 선박구조 도면이 완성되기 전인 초기 설계단계에서 도킹시 반목배치를 조기에 확정하고, 구조 안정성을 확보하기 위한 노력이 요구되어 왔기 때문에 간이화된 도킹 해석 프로그램을 개발하게 되었다. 2차원 격자구조를 이용한 도킹해석기법을 통해 얻은 반목에서의 지지력이 3차원 전선해석모델을 사용하여 얻은 반목에서의 반력 결과와 비교해 타당한 결과를 보여 주고 있음을 확인하였다. 간이화된 도킹용 해석 프로그램을 개발하였으며, 다음과 같은 기능을 갖추어 사용자가 쉽게 격자 구조 모델을 생생하고 해석을 수행할 수 있도록 구성하였다. 향후 각 요소의 단면 특성치를 자동으로 산정하는 기능이 추가되어야 한다. 그리고 부유식 도크(Floating dock)에서의 도킹해석은 본 개발의 대상이 된 건식 도크(Dry dock)에서의 경우와 다른 고려사항이 추가되어야 하기 때문에 향후 추가적인 연구와 개발을 통해 새로운 기능으로 포함될 것이다.
겨울철인 1998년 2월과 1999년 1월, 4월에 남해와 동중국해 북부해역에서 형성되는 전선의 분포와 구조를 파악하기 위하여 광역의 종합해양관측을 수행하였다. 관측해역에서 구분된 수계들은 대마난류기원 고온수, 황해냉수(북부냉수 혹은 중앙냉수) 그리고 남해저온수로 분류된다. 황해남부 해역에서는 제주도 서쪽을 우회하여 제주해협으로 유입하는 대마난류기원 고온수가 '┍'자 형태의 기본적 전선을 이루며 대흑산도 남쪽에 황해중앙냉수와 그리고 양자천퇴 동부에서 황해북부냉수와 만나고 있다. 이 전선은 고온수가 황해 북서부로 확장하는 세기에 의해 전선 모서리 형태와 위치가 달라진다. 양자천퇴 부근과 한반도 남서단 외측에서의 전선위치와 구조도 관측시기에 따라 변화한다 남해 전선에서는 연안 저온수가 국지적 냉각에 의해 독립적으로 형성된 수계로서 해저사면을 따라 침강한다. 이러한 겨울철 전선분포의 변화와 전선구조가 변화되는 과정은 탁월풍에 의한 순풍류 및 역풍류, 해수면을 통한 열수지 그리고 전선사이의 밀도차이에 의한 것으로 설명되었다.
ACSR-OC 전선은 알루미늄, 아연 및 철 등 세 가지 금속이 서로 접촉되는 이질구조이므로 도체 내에 전해질의 수용액이 존재할 경우 전해부식이 일어나기 쉽고 표면이 손상되었을 경우는 서지의 고정점으로 작용하여 단선될 우려가 있다. Al 절연전선이 염분에 의해 발생되는 변화를 살펴보았다. 시료는 10년이상 현장에서 사용한 후 천거한 전선과 신품에 대해 기계적 강도시험(KSC 3113의 5.4.3 (인장하중시험)), 소선의 성분분석(SEM) 및 현미경 관찰을 실시하였다. 실험결과, 철거전선 표면에서는 알루미늄 외 산소, 염소(Cl), 나트륨(Na) 등이 관찰되었으며 소선은 부식 또는 진행 중이어서 전선의 인장력이 저하되어 있었다. 또 표면이 손상된 전선에 대해 파괴시험, 현미경 관찰 등을 실시하여 절연에 미치는 영항을 조사하였다.
전선역 주변해역의 자치어 종 조성에 관한 조사가 대한해협을 대상으로 1993년 8월에 실시되었다. 북위 $35{\sim}36^{\circ}$의 대륙사면 주변해역에 전선이 형성되어있었다. 총 125 종류의 자치어가 출현하였다. 우점종은 멸치와 앨퉁이였으며 두 종의 출현량 비율은 각각 84.3%와 7.7%였다. 출현 빈도가 높은 종은 망둑어과, 돛양태과 그리고 자리돔과 둥이다. 위의 5종은 크게 모든 조사해역에서 출현하는 멸치와 돛양태과, 전선역을 경계로하여 수온이 높은 전선역의 남부해역에 주로 출현하는 망둑어과와 자리돔과 그리고 전선역을 포함한 전선역의 북부해역에 주로 출현하는 앨퉁이로 크게 구분되었다. 본 연구해역에서 자치어의 종 조성과 지리적인 분포는 어류의 종별 산란생태 뿐만 아니라 대마난류수와 동해고유수의 접촉으로 형성된 전선의 지리적인 분포와 구조등과 같은 물리적인 영향을 받는 것으로 판단된다.
본 연구에서는 장마철 우리나라의 지역 평균 강수량을 이용하여 강수의 지속성에 따른 종관 특성의 차이를 살펴보았다. 그 결과 일강수량 10mm 이상이 4일 이상 지속되는 강수(장기 강수)와 1~2일에 그치는 강수(단기 강수) 사이에는 종관 특성에 차이가 있음을 알았다. 장기 강수의 경우 우리나라 동쪽에 기압능이 발달, 저기압과 전선의 정체를 유도하였고, 또 강수 1일 전에 찬 공기가 화중지방으로 남하, 전선이 활발해져 강수의 지속성에 기여하였다. 단기 강수의 경우 저기압이 우리나라를 정체 없이 통과하였다. 또한 장기 강수와 단기 강수의 경우에 우리나라 부근의 전선이 대류권 전체에 미치는 경압성이 큰 구조를 보였다. 장기 강수의 전선 구조가 일본 남서부 지역 장기 강수의 경우와 다르며, 단기 강수의 경우는 양 지역에서 같다. 이는 장마가 반드시 일본 바이우(Baiu)의 연장선상에 있는 것은 아님을 의미한다.
본 연구에서는 600V 비닐절연전선에 열적 스트레스를 인가하였을 때 전선의 특성 변화를 분석하였다. 전선의 구조 분석에서 정상 전선은 표면에 방향성을 갖고 있으나, $400^{\circ}c$ 이상에서 열화된 전선의 경우 탄화물, 크랙, 결정 등이 형성되었다. 정상 전선의 표면 조성은 Cu ; 100%였으나, $800^{\circ}c$에서 열화된 전선의 단면 조성은 Cu : 78.89%, O : 21.11%를 나타냈다. 연동선의 시차주사열량 분석 결과 $700^{\circ}c$ 이상에서 열화된 전선에서 새로운 반응 피크가 관측되었다. 절연물의 시차열 분석에서 $150^{\circ}c$로 열화된 전선의 경우 정상 전선의 반응점보다 낮은 $264^{\circ}c$에서 흡열 반응이 나타났다. 등선의 열화에 따른 산소 점유율은 $500^{\circ}c$에서 약 20%이다.
International Union of Geodesy and Geophysics Korean Journal of Geophysical Research
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제21권1호
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pp.17-30
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1993
해양에서의 전선형성에 관해 그 발생기작을 중심으로 검토되었으며, 특히 조석혼합에 의해 발생하는 연안전선의 발생기작이 조석전선 형성에 관계되는 미세구조의 변화를 포함하는 연안의 해수 수직면에 대한 일차원 모형을 통해 이해되었다. 이로부터 조석전선의 형성을 예측하는 새로운 기준을 설정하였다. 모형으로부터 계산된 해수의 밀도 및 난류에네지의 시간에 따른 발달은 수온약층의 형성하기 위한 조건은 $\delta$가 클 때는 (${\delta}>0.5$)$R{\delta}^{-}$ constant로서 주어지지만, $\delta$가 0에 접근함에 따라 $\delta$에 점점 무관하게 됨을 보여준다. 여기서, $R=H^4Q/{K_b}^3,{\;}{\delta}=1-D_o/H$, Q는 해수면에서의 부력속, $K_b$는 해저에서의 와확산 계수, $D_o$ 아래서 수온약층의 깊이는 조석혼합이 증가함에 따라 감소하는 것이 발견되었다. 그 결과는 기존의 연구와 비교 검토되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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