• 제목/요약/키워드: 해상풍

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낙동강 유출 부유쓰레기의 거동 특성 (Behavior Characteristics of Floating Debris Spilled from the Nakdong River)

  • 장선웅;김대현;정용현;윤홍주
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.127-136
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    • 2014
  • 낙동강은 하구의 수문 개방 시 연간 수천 톤의 쓰레기가 남해로 유입되어 인근 연안을 이동하며 사회 경제적 피해를 유발하고 있다. 이에 본 연구에서 낙동강 유출 부유쓰레기의 거동 특성을 파악하기 위해 2012년 장마, 태풍 내습 시를 대상으로 피해지로 추정되는 거제도 북동측 해안 1개소에 대한 조사와 부이를 활용한 이동 경로 추적 시험을 수행하였다. 또한, 해양기상 환경에 대한 분석을 통해 부유쓰레기의 이동과 관련된 흐름을 파악하였다. 연구 결과 장마 시기인 7월 16일 초목류를 비롯한 총 40톤 정도의 쓰레기가 흥남해수욕장으로 유입되었다. 또한 9월 14일 태풍 '산바' 내습 시기에 투하된 위치 추적 부이는 가덕도 남쪽 해상을 지나 1 ~ 2일 후 거제도 해안가로 유입되는 결과를 보여주었다. 부유쓰레기와 위치 추적 부이가 거제도 북동측 해안가로 유입될 당시 거제 해역에서 북동풍계열의 풍향이 지배적이었으며 연안으로 유입되는 공통적인 해수 표층 흐름이 나타났다.

위상 최적설계를 활용한 캔틸레버식 헬리데크 경량화 연구 (A Study on Lightweight Design of Cantilever-type Helideck Using Topology Design Optimization)

  • 정태원;김병모;하승현
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제30권5호
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    • pp.453-460
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    • 2017
  • 해양구조물 등에서 해상 현장과 육상시설 사이에 물자나 운용 인력을 수송하기 위한 수단으로 헬리콥터가 주로 이용된다. 헬리데크는 헬리콥터가 해양구조물에 착륙하기 위해 필수적으로 탑재되는 구조물로서, 해양구조물의 종류나 탑재되는 위치 등에 따라 다양한 형태의 헬리데크가 존재한다. 그 중에서 캔틸레버식 헬리데크는 해양구조물의 탑사이드 공간 확보에 용이하며, 헬리콥터와의 충돌 등의 미연의 사고로부터 보다 안전하다. 본 논문에서는 캔틸레버식 헬리데크를 연구대상으로 선정하고, 이를 구성하고 있는 하부 트러스 구조에 대해서 위상 최적설계를 적용하였다. 또한 상용 구조해석 프로그램을 이용하여 유한요소 모델을 생성하고, 다양한 착륙 상황과 풍하중을 적용하여 구조해석을 수행하였다. 이를 바탕으로 헬리데크의 각 구조 부재에 발생하는 응력이 사용 재료의 허용응력을 넘지 않도록 부재의 세부 단면 치수를 결정하여, 보다 안전하면서도 경량화된 헬리데크 설계를 얻을 수 있다.

해상풍력 해저케이블 하역용 유압식 코일링 암 구조설계 및 해석 (Structural Design and Analysis of a Hydraulic Coiling Arm for Offshore Wind-turbine Submarine Cable)

  • 김명환;김동현;오민우
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제26권1호
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    • pp.1-7
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    • 2013
  • 본 논문에서는 해저케이블 부두 하역용 장비인 코일링 암(coiling arm)에 대한 국산화 자체개발 내용 중 구조설계 및 해석결과 내용을 제시하였다. 상세 구조설계를 위해 3차원 CAD 프로그램을 이용하여 고 정밀도의 모델링을 수행하였고, 유한요소 기법을 이용하여 전산구조해석을 수행하였다. 코일링 암의 활용 목적에 맞추어 하역대상 케이블을 선박에서 케이블 탱크로 하역시 효과적으로 가이드 할 수 있도록 베어링 및 롤러 부품을 설계하여 메인 암이 회전하고 케이블 가이드가 이동할 수 있도록 하였고, 기존의 외국 모델에서 사용하던 와이어 및 모터 시스템을 이용한 케이블 가이드 작동방식을 유압 시스템을 이용한 작동방식으로 변경하여 원가절감을 달성하면서 사용자가 직관적으로 작동할 수 있도록 설계하였다. 장비 자체의 자중 및 하역 케이블 하중조건에 대한 응력 해석을 수행하였고, 유압시스템의 과작동에 따른 파손 가능성을 고려하였다. 케이블 가이드의 운동 및 설치 지면의 경사도에 따른 전복 안전성 해석을 수행하였으며, 설치장소의 풍하중 효과도 추가로 고려하였다. 본 연구를 통해 기존 수입품 코일링 암의 작동방식 개선과 독자적인 구조설계 및 해석 방법을 확립하였으며, 실제 국내 최초로 자체 개발된 제품의 현장설치 완료 및 하역작업의 효율적이고 정상적인 운영을 완료 및 검증하였다.

북서태평양 GCOM-W1/AMSR2 해수면온도 검증 및 오차 특성 (Validation of GCOM-W1/AMSR2 Sea Surface Temperature and Error Characteristics in the Northwest Pacific)

  • 김희영;박경애;우혜진
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제32권6호
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    • pp.721-732
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    • 2016
  • 2012년 7월부터 2016년 8월까지 GCOM-W1/AMSR2 마이크로파 센서 자료와 해양 현장수온 관측 자료 사이에서 획득된 총 162,264개의 일치점 자료를 활용하여 북서태평양 해역에서의 마이크로파 해수면온도 정확도를 검증하고 오차 특성을 분석하였다. AMSR2 해수면온도는 실측 자료에 대해 $0.63^{\circ}C$의 평균제곱근오차와 $0.05^{\circ}C$의 편차를 보였다. 위성 해수면온도와 현장 관측 해수면온도의 차이는 풍속, 해수면 온도, 연안으로부터의 거리, 열전선 등 다양한 요인에 의해 발생되었다. AMSR2 해수면온도는 낮시간 동안 낮은 풍속(< 6 m/s)에서 실측 해수면온도보다 높게 산출되는 일변동(diurnal effect)에 의한 오차를 보였다. 또한 겨울철에 평균제곱근오차가 커지는 경향이 나타났는데, 이는 해상풍의 풍속이 커질수록 해수면의 방사율이 높아져 해수면온도 산출 시 양의 편차가 발생할 수 있으므로 겨울철의 강한 바람이 해수면온도 오차를 증가시킨 것으로 추정되었다. 이 외에도 저온에서 저하되는 민감도와 육지에 의한 자료오염 또한 AMSR2 해수면온도의 오차를 증가시키는 요인으로 작용할 수 있음을 확인하였다. 열전선에 따른 해수면온도 오차 특성을 분석한 결과 해수면온도의 공간 구배 크기가 커질수록, 열전선에 근접할수록 해수면온도 오차가 증가하였다. 본 연구는 북서태평양 해역 마이크로파 해수면온도의 정확도 검증 및 오차 특성 분석을 통해 향후 마이크로파 해수면온도를 활용하는 연구의 바탕을 마련하고자 하였으며, 연구 지역의 환경적 요인에 따라 발생할 수 있는 오차에 대한 분석이 선행되어야 보다 정확한 위성 관측 해수면온도를 얻을 수 있음을 제시하였다.

7마일 등명기를 결합한 경량화 등부표의 운동 해석 (Motion Analysis of Light Buoys Combined with 7 Nautical Mile Self-Contained Lantern)

  • 손보훈;고석원;양재형;정세민
    • 해양환경안전학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.628-636
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    • 2018
  • 현재 운용되고 있는 대형 등부표는 대부분 철소재로 제작되어, 부식과 침식에 취약할 뿐 아니라 중량이 커서 설치 및 유지보수가 어렵다. 또한, 주위를 항해하는 선박과 충돌시 등부표 및 선박의 구조적 피해는 물론 인명피해를 발생시키기도 한다. 이러한 철소재 등 부표의 문제점들을 해결하고자 친환경, 경량화 재질을 사용한 등부표가 주목을 받고 있고, 최근 국내에서도 부체와 상부구조물에 각각 친환경 경량소재인 EPP(Expanded Polypropylene)와 알루미늄 소재를 적용한 경량 등부표가 개발된 바 있다. 등부표가 본연의 기능을 수행하기 위해서는 복원성능 및 파랑중 (동적) 운동성능의 확보가 중요한데, 경량화 등부표는 기존의 철재 등부표와 중량 분포 및 운동특성이 다르기 때문에 이에 관한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 새롭게 개발된 전원일체형 경량 7마일 등부표의 복원성능과 다양한 환경조건(파도, 바람, 조류)하에서의 운동성능을 평가하였다. 계류시스템을 고려한 운동해석에는 ANSYS사의 AQWA를 사용하였으며, 운동성능 추정의 정도 향상을 위하여 상용 CFD SW인 Simens사의 STAR-CCM+를 사용해 추정한 풍하중 및 조류하중을 운동해석에 사용하였다. 추정된 등부표의 유의운동의 최대값을 비교한 결과, 바람보다는 파도와 조류가 운동성능에 상대적으로 큰 영향을 미치며, 해상상태가 나빠질수록(Beaufort No. 3이상) 운동이 급격히 커지는 것으로 예측되었다. 이는 해상상태가 나빠지면서 불규칙 파 에너지 스펙트럼의 최대 주파수가 등부표의 고유주파수에 근접하기 때문으로 추정된다.

한반도 주변해 GMI 마이크로파 해수면온도 검증과 환경적 요인 (GMI Microwave Sea Surface Temperature Validation and Environmental Factors in the Seas around Korean Peninsula)

  • 김희영;박경애;곽병대;주희태;이준수
    • 한국지구과학회지
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    • 제43권5호
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    • pp.604-617
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    • 2022
  • 해수면온도는 해양-대기의 현상을 이해하고 기후변화를 예측하기 위해 사용되는 중요한 변수이다. 마이크로파 영역의 인공위성 원격탐사는 구름과 강수와 같은 기상현상 위성 관측 측기의 경로에 존재하더라도 해수면온도 획득을 가능하게 한다. 따라서 마이크로파 해수면온도의 높은 활용도를 고려하면 위성 해수면온도를 정확도를 지속적으로 검증하고 오차 특성을 분석할 필요가 있다. 본 연구에서는 2014년 3월부터 2021년 12월까지 약 8년 동안 Global Precipitation Measurement (GPM)/GPM Microwave Imager (GMI) 마이크로파 해수면온도의 정확도를 표층 뜰개 부이 수온 자료를 사용하여 검증하였다. GMI 해수면온도는 실측 해수면온도에 비해 0.09 K의 편차와 0.97 K의 평균 제곱근 오차를 보였고, 이는 기존 연구 결과에 비해 다소 높게 나타났다. 이외에도 GMI 해수면 온도의 오차 특성은 위도, 연안과의 거리, 해상풍 및 수증기량과 같은 환경적 요인과 관련성이 있다. 오차는 육지에서 300 km 이내의 거리에서 해안 지역에 가까운 지역과 고위도 지역에서 증가하는 경향이 있다. 또한 낮에는 약한 풍속(<6 m s-1), 밤에는 강한 풍속(>10 m s-1) 범위에서 상대적으로 높은 오차가 나타났다. 대기 수증기는 30 mm 미만의 매우 낮은 범위 또는 60 mm보다 큰 매우 높은 범위에서 높은 해수면온도 차이에 기여했다. 이러한 오차들은 저수온에서 GMI 자료의 정확도가 떨어지는 기존 연구와 일치하며, 연안으로부터의 거리, 풍속, 수증기량에 의한 오차의 경우 육지와 해양의 방사율 차이 및 바람에 의한 해수면 거칠기 변화, 수증기의 마이크로파 대기 흡수에서 기인하는 것으로 추정된다. 이는 한반도 주변해에서 마이크로파 위성 계산 SST를 보다 광범위하게 활용하기 위해서는 GMI 해수면온도 오차의 특성에 대한 이해가 필요함을 시사한다.

일본 고베시(神戶市) 포트아일랜드 가로녹지 구조 유형 연구 (A Study on the Structure Style of Street Green Spaces on Port Island, Kobe, Japan)

  • 곽정인;한봉호;노태환;곽남현
    • 한국조경학회지
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    • 제43권4호
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    • pp.62-74
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    • 2015
  • 본 연구는 일본 고베시(神戶市) 해안 매립도시인 포트아일랜드 가로녹지의 지형구조별 도로 유형, 주변 토지이용, 식재구조를 조사 분석하여 녹지량이 풍부한 가로녹지 식재기법 사례를 제공하고자 수행하였다. 포트아일랜드(총면적 826ha)는 일본 내에서도 최초의 인공섬으로 항만시설과 본격적인 도시기능시설을 겸비한 해상문화도시이다. 연구대상지내 $55{\sim}285m^2$ 면적의 조사구 11개소를 설정하여 조사 한 결과, 가로녹지의 지형구조는 마운딩형, 사면형, 사면+평지형, 평지형의 4개 유형으로 구분되었고, 인접한 도로의 폭에 따라 지형구조가 변화하였다. 인접한 도로의 차선이 많아서 소음, 공해물질 등 영향을 많이 받는 지역은 마운딩형, 사면형, 사면+평지형 등의 지형구조와 광폭의 다층구조 녹지대를 조성하였고, 도로차선이 적은 지역인 경우, 평지형의 지형구조와 화관목 위주의 관목을 식재하여 가로띠녹지를 조성하였다. 인접한 토지이용은 공공기관, 공동주택지, 주상복합지, 상업업무지 등이었고, 식재개념은 중로(4차선)의 경우 완충+경관기능, 소로(2차선)의 경우 경관기능이었다. 식재종은 대만풍나무, 녹나무, 조구나무, 참죽나무, 담팔수, 은행나무, 벚나무, 느티나무, 종가시나무, 향나무, 목련, 철쭉류, 동백나무, 꽃댕강나무 등 다양하게 나타났다. 식재밀도는 교목층 0.02~0.08(0.04)주/$m^2$, 아교목층 0.02~0.08(0.04)주/$m^2$이었고, 녹피율은 교목층 40.0~173.7(93.0)%, 아교목층 2.1~79.8(34.9)%, 관목층 17.9~64.2(4.13)%이었다. 녹지용적계수는 교목층 $1.43{\sim}6.67(4.13)m^3/m^2$, 아교목층 $0.02{\sim}2.01(0.85)m^3/m^2$, 관목층 $0.14{\sim}0.58(0.26)m^3/m^2$이었다. 포트아일랜드 가로녹지의 녹피율은 서울시 주요 가로녹지에 비해 높은 수준이었고, 특히 관목층 녹피율과 녹지용적계수는 우리나라 주요 가로녹지와 비교하였을 때 많은 차이가 있었다. 본 연구 결과는 현재 우리나라에 조성되고 있는 해안 매립기반 도시의 가로녹지 조성 시 지형구조, 식재구조, 식재기능 등을 고려하여 다양한 기능을 수행하는 가로녹지 조성기법 사례지로 응용이 가능할 것으로 판단된다.