• 제목/요약/키워드: 해수유동

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유한요소법을 이용한 해수유동 해석 (I) (Analysis of Tidal Flow Using the Frequency Domain Finite Element Method (I))

  • 권순국;고덕구;조국광;김준현
    • 한국농공학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.73-83
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    • 1991
  • A numerical simulation of a 2-dimensional tidal flow in a shallow sea was performed using the frequency domain finite element method. In this study, to overcome the inherent problems of a time domain model which requires high eddy viscosity and small time steps to insure numerical stability, the harmonic function incorporated with the linearized function of governing equations was applied. Calculations were carried out using the developed tidal model(TIDE) in a rectangular channel of lOm(depth) X 4km (width) X 25km(length) under the condition of tidal waves entering the channel closed at one end for both with and without bottom friction damping. The predicted velocities and water levels at different points of the channel were in close agreement with less than 1 % error between the numerical and analytical solutions. The results showed that the characteristics of the tidal flow were greatly affected by the magnitude of tidal elevation forcing, and not by on surface friction, wind, or the linear bottom friction when the value was less than 0.01. For the optimum size of grid to obtain a consistent solution, the ratio between the length of the maximum grid and the tidal wave length should be less than 0.0018. It was concluded that the finite element tidal model(TIDE) developed in this study could handle the numerical simulation of tidal flows for more complex geometrical conditions.

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진주만의 해수 유동에 관하여 2. 해류병 표류 실험 결과 (THE CIRCULATION IN CHINJU BAY 2. Results of Drift Bottle Experiments)

  • 장선덕
    • 한국수산과학회지
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    • 제3권2호
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    • pp.137-147
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    • 1970
  • 1968년 11월부터 여섯차례의 해류병 표류 실험을 실시하였다. 회수율은 $50\~69\%$로서 매우 좋은 편이었다. 해류병 표류에 영향을 미치는 요인과, 해류병 표류 상황에 관하여 검토하였으며 그 결과는 아래와 같이 요약될 수 있다. 1. 만내의 해수 유동은 주로 조류에 의하여 좌우된다. 그러나, 계절풍이 강한 겨울철에는 취송류가 발달하여 피류(皮流)는 남동 내지 동남동으로 흐른다. 한편 삼천포수도에서는 조류의 유속이 강하기 때문에, 강한 북서 계절풍에도 불구하고 조류가 우세한 편이다. 2. 진주만 남부 해역의 해수는 썰물 때 북방으로 흐른다. 중앙 해저 둑 동방 해역의 썰물은 반시계 방향의 환류를 이루면서, 해저 둑 동방의 깊은 곳을 따라 삼천포수도 쪽으로 흘러 나가지만, 중앙 해저 둑 서방 해역의 썰물은, 둑 서방의 깊은 곳을 따라 북으로 흘러, 노량수도 방면으로 향한다. 3. 중앙 해저 둑 동, 서쪽의 해수가 조류에 의해 둑을 횡단하여 흐르기 때문에, 조금 이외의 시기에는 혼합이 비교적 왕성하다. 4. 진주만 최남단 부근의 해수는 썰물 때 지족수도 방면으로 흐른다. 5. 광양만 동부 해역의 밀물은 노량수도를 향하여 흐르고, 대도 남동방 관음포 부근에서 반류 또는 조그마한 지형성 소용돌이가 발달한다, 노량수도를 통과한 밀물은, 동으로 흘러 중앙 해저 둑 위에 이르고, 일부는 서서히 오른편으로 돌아, 진주만 중앙 해저 둑 서방의 깊은 곳을 따란 남으로 향하여 흐른다. 나머지 부분은 왼편으로 돌아 진교만으로 흘러들어간다. 6. 해류병 표류 실험만으로서는 해수 유동에 관한 정량적인 연구는 어렵지만, 흐름의 개요를 파악하거나 실측류를 뒷받침하는 유력한 수단이 된다. 특히 어란이나 치자 등 수산 자원 수송의 기구를 밝히는 데 적절한 수단이라 생각된다.

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동해중부에서 HF Radar를 이용한 파랑 및 해수유동 관측 (Wave and surface current measurement with HF radar in the central east coast of Korea)

  • 김무홍;김경수;김현성
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제38권6호
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    • pp.771-780
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    • 2014
  • 배열형(Array type)의 HF Radar를 임원항(Site A)과 후정리 해변(Site B)에 설치하여 동해연안에 대한 실시간 파랑과 해류를 관측하였다. 본 연구에 사용된 WERA (WavE RAdar)는 2000년 독일 Helzel사에서 개발된 것으로 24.525 MHz의 주파수 대역을 사용한다. 각 사이트는 4기의 송신기와 8기의 수신기로 구성되어 있는 8 채널 시스템이며, 현재 30분 주기로 관측하여 자료를 생성하고 있다. 파랑은 최대 약 25 km, 해류는 최대 약 50 km의 관측 범위를 나타내며, 150 kHz의 대역폭을 사용하여 1.5 km 간격의 격자 해상도를 갖는다. HF Radar를 이용하여 관측한 파랑 자료는 현장에서 관측한 파랑계 자료와 비교 검증을 하였으며, 해류 자료는 국립해양조사원에서 제공한 월별 동해평균표층 해류도와 해류흐름 패턴과 비교하였다. 파랑의 비교 자료들에 대한 회귀선과의 편차는 주성분 분석(Principle Component Analysis)으로 계산하였고, 그 결과로 상관관계 0.86와 RMSD 0.186을 보였다. 또한 동해연안의 해수유동에 대한 장기간의 변화를 분석해본 결과 8월과 9월의 연안에서는 북한한류가 남쪽방향으로, 외해에서는 동한난류가 북쪽방향으로 흐르는 흐름이 나타났다.

해양정보기반 방제지원시스템 프로토타입 구축에 관한 연구 (Prototype Development of Marine Information based Supporting System for Oil Spill Response)

  • 김혜진;이문진
    • 한국지리정보학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.182-192
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    • 2008
  • 효율적인 방제전략 수립 지원시스템 개발의 일환으로 환경민감정보 기반의 유출유 확산예측 시스템과 피해위험도 예측시스템을 연계하여 인천-대산해역을 대상으로 해양오염 방제지원시스템의 프로토타입을 개발하였다. 유출유 확산예측시스템에서는 실시간 바람과 실시간 해수유동을 기반으로 유출유의 이동을 계산하고, 유출유 특성에 따라 해상 유출유의 풍화작용을 모델링하여 유출유의 잔류량 및 확산분포를 계산하였다. 유출유 확산예측의 실시간 바람은 국립환경과학원의 실시간 기상모델 결과를 ftp를 이용하여 실시간으로 연계하여 활용하며, 실시간 해수유동으로서 조류는 수치모델결과와 검조소 관측결과의 결합을 통해 실시간 조석을 예측하는 CHARRY(Current by Harmonic Response to the Reference Yardstick) 모델을 이용하여 예측하고, 실시간 취송류는 바람과 취송류간의 상관관계와 반응함수를 이용하여 예측하였다. 실시간 해수유동을 따라 이동하면서 풍화되는 유출유의 풍화작용은 유출유 특성에 따라 결정된 감소율을 적용하여 모델링하였다. 본 시스템은 GIS 기술을 이용하여 해양 정보를 ESI(Environmental Sensitivity Index) 및 방제자원 정보와 통합하고 종합적으로 제공함으로써 방제전략 수립을 지원할 수 있다.

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서식지 적합지수를 이용한 고창 갯벌어장 바지락의 어장적지평가 (Suitable Site Assessment using Habitat Suitability Index for Ruditapes philippinarum in Gochang(Hajun))

  • 전승렬;최윤석;조윤식;김영태;최용현
    • 해양환경안전학회지
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    • 제21권5호
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    • pp.484-491
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    • 2015
  • 바지락 양식장의 생산력은 적지 선정과 밀접한 관련이 있기 때문에, 생산량 관리를 위해서는 양식품종에 적합한 서식지를 평가하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 2014년 5월 곰소만에 위치한 고창 갯벌어장의 9개 정점에 대하여 서식지 적합지수(Habitat Suitability Index, 이하 HSI)를 평가하였다. 평가인자로 바지락의 성장(해수유동, 클로로필 a), 생존(퇴적물 입도-모래, 실트질 점토), 수질환경(용존산소, 염분)을 선정하였고, HSI기법을 이용한 갯벌어장 적지 평가를 수행하였다. HSI 가점은 객관적 판단을 위해 가중치를 고려한 가정과 고려하지 않은 가정을 함께 시도하였다. 평가결과, 고창 갯벌어장의 하부조간대(HSI; No weight: 0.60~0.76, Weight: 0.47~0.70)가상부조간대(HSI; No weight: 0.25~0.27, Weight: 0.09~0.10)보다 높은 적합지수를 나타내었으며, 해수유동과 퇴적물이 바지락 선호 서식지 결정에 큰 영향을 미치는 것으로 판단되었다. 본 연구는 과학적인 접근을 통하여 현재 고창 바지락 양식장 이외의 잠재적인 적지를 고려할 수 있고, 갯벌어장 최적 관리 방안을 위한 기초 자료로 활용될 수 있다.

유동제어구조물에 의한 내만의 해수순환 모델링 (Hydraulic and Numerical Modeling of Seawater Circulation of Semi-enclosed Bay with the Flow-control Structures)

  • 김종규;강태순;김헌태
    • 한국해양공학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.20-28
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    • 2000
  • Using the hydraulic and numerical model of semi-enclosed bay (Chinhae Bay), the efficiencies of flow-control structures on the seawater-circulation in the inner bay were investigated. Expecially, this study was confirmed the effectiveness of the flow-control structures at the mouth and narrow channel of Chinhae Bay through the experiments. The system of flow-control structures could enhance the water exchange improvement appropriately. The results of this study can be used as the long-term and integrated environmental impact assessment model in the inner bay.

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GIS와 해수유동모델의 연계방안 연구 (A Study on the Integration GIS with Hydrodynamic Model)

  • 김종규;김정현
    • 한국해양공학회지
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    • 제16권6호
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    • pp.1-6
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    • 2002
  • The integration of Geographic Information Systems (GIS) with the hydrodynamic model was conducted in order to revitalize the use of geographical information and to aid in the understanding of tidal circulation patterns. A 2D finite difference numerical model was used to simulate n tidal circulation in the Suyoung Bay in Busan, Korea. CIS, especially the ArcView S/W is used to input the data of the numerical model, and is also used for the visualization of model outputs on the ground in the loosely coupled method. In this paper, an electronic navigational chart (ENC), which provides more accurate information in the ocean and coastal areas than any other digital information, is used as a base map for this integration. With the help of GIS, the integration can support th understanding of oceanographic information.

수치해석을 이용한 이어도 기지 구조물이 해수 유동에 미치는 영향 분석과 해류 관측 평가 및 보정방안 연구 (Numerical Investigation, Calibration Method of the Interaction between Ieodo Ocean Research Station and Ocean Current)

  • 홍우람;심재설;민인기;김종암
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.476-483
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    • 2007
  • 이어도에 건설된 다목적 해양과학기지에서는 주위 대류 및 해류의 데이터 수집을 통해 기상, 어장예보 등의 기초 자료를 제공하는 것을 한 가지 목적으로 한다. 그런데 이어도 기지 구조물에 의한 해수 유동의 변화는 과학기지의 관측 데이터에 영향을 주어 정확한 자료 수집을 어렵게 하므로, 이어도 기지 구조물이 주위 유동에 미치는 영향을 분석하고 유동 정보 관측을 평가/보정하는 방법에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 이를 위한 기초연구로, 해류와 구조물 사이의 상호 작용을 모사 할 수 있는 알고리즘을 연구, 적용방법을 논의한다. 그 결과, 3차원 전산유체역학을 이용한 수치해석을 통해 이어도 기지 구조물 및 수중암초가 주위 유동에 미치는 영향을 연구하고 정확한 데이터 측정방법을 제안한다.

잠제구조물과 유한진폭파와의 비선형간섭에 관한 연구

  • 윤덕영;허동수;김도상;강주복
    • 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해안해양공학회 1996년도 정기학술강연회 발표논문 초록집
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    • pp.167-171
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    • 1996
  • 최근 경제활동의 확충 및 국민소득의 증가에 따라 해안역에 있어서 자연환경의 보존, Water-Front 및 Resort개발의 중요성이 보다 강조되고 있다. 그러나, 기존의 방파제 등과 같은 해안ㆍ항만구조물은 해저에서부터 수면위로 건설되어 해수유동을 차단하므로 해안환경측면에서 그 기능을 충분히 발휘할 수 없기 때문에, 근년에 파랑제어라는 원래의 목적에 부합될 뿐만 아니라, 해안환경 및 생태계측면에서도 우수한 기능을 갖는 잠제에 대한 연구를 활발히 수행하여 오고 있다. (중략)

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영종도 연육교 건설에 따른 서해안 조석 체계의 변화

  • 문용주;박성진;김효섭
    • 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해안해양공학회 1996년도 정기학술강연회 발표논문 초록집
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    • pp.133-136
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    • 1996
  • 최근 자원의 효율적인 이용을 위한 연안 개발이 활발하게 진행되고 있는데, 이러한 연안 개발사업은 초기의 막대한 투자비와 유지 관리가 소요되기 때문 파랑, 흐름, 퇴적물 이동, 조석 등의 설계 환경 요인을 정확하게 예측하는 것이 필요하다. 해수 유동에 관한 수치모형 실험이라 함은 조석을 비롯한 해수의 움직임을 1차원, 2차원, 3차원적으로 재현하는 것을 말한다. 본 연구에서는 영종도 연육교 건설에 따른 서해안 일대의 조석 체계의 변화에 대해 현장 관측 및 2차원적 수치모형 실험을 통해 정확한 모양을 재현하고자 한다. (중략)

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