• 해양환경안전학회지
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• 제23권4호
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• pp.400-406
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• 2017

선박용 입형 편흡입 원심 해수펌프의 회전체와 파이프 시스템 내부에 발생한 과도한 손상의 원인을 분석하고자 실제 모델을 역설계 하였다. 이를 위해 전산유체역학(CFD)을 이용하여 해수냉각펌프의 내부유동 분석을 실시하였다. 결과적으로 역설계를 통한 대상펌프의 형상 및 경계조건을 설정하여 설계 운전점인 $125m^3/h$에서의 펌프 효율은 85.3 %, 양정 32.0미터로 계산되었다. 대상 펌프의 최고 효율점은 $150m^3/h$에서 약 86.2 %로 예측되었으나 실제 운전점과는 차이가 있었다. 최저 유량점인 $112.5m^3/h$에서는 저 유량점 특성상 유동이 불안정하여 해석의 수렴이 좋지 않았다. 선박에서 운전 중인 해수펌프 및 파이프 시스템 전반에 걸쳐 진행 중인 공동현상의 원인 규명을 통해 개선방안을 도출하고자 하였으나, 입 출구 전체 파이프 시스템의 계산, 각 지관들에 대한 유량 및 유속 측정 등을 통해 보다 명확한 원인분석을 위한 후속연구가 필요하다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권3호
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• pp.238-242
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• 2015

다중 효용 해수 담수화 설비에 적용되는 증기이젝터 진공장치에 대한 수치해석적 연구를 수행하였다. 본 연구의 목적은 해수 담수화 과정을 위한 증기이젝터 진공장치의 성능특성에 대한 수치적 검토를 수행하는 데에 있다. 증기이젝터 내부의 유동특성을 보다 잘 파악하고 최적의 설계를 도모하기 위하여, 노즐 사이즈 및 디퓨저 축소각의 변화와 같은 설계변수의 변화가 증기이젝터의 성능에 미치는 영향에 대해서도 논의하였다. 해석결과는 실험결과와 전반적으로 잘 일치함을 알 수 있으며, 목부에서의 shock train 현상도 잘 재현하고 있음을 알 수 있다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제17권2호
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• pp.112-119
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• 2012

한국 동해안 영일만 쇄파대에 서식하는 두 종의 곤쟁이, Archaeomysis kokuboi와 Acanthomysis nakazatoi의 성장 단계에 따른 주야 및 조석간의 분포에 관해 조사하였다. 곤쟁이의 채집은 썰매형 채집망을 이용하여 3 지점, 즉 수심 1 m의 해수 표층과 해저 모래 표면, 물가장자리에서 2시간 간격으로 24시간 동안 이루어졌다. Archaeomysis kokuboi의 유체는 주야간 모두 출현개체수가 없거나 매우 적어 주야간의 차이를 알 수 없었다. A. kokuboi의 미성숙개체는 해수표층에서 야간의 밀도가 주간보다 유의적으로 더 높았으나, 다른 곳에서는 주야간 밀도 차이가 없었다. A. kokuboi 성체, 특히 숫컷에서는 바닥에서 주간의 밀도가 야간보다 유의적으로 더 높았으며, 해수표층에서는 주야간 모두 전혀 출현하지 않았다. 그에 비해서 Acanthomysis nakazatoi의 경우, 유체는 모든 정점에서 주야간에 유의적인 밀도 차이가 없었으나, 바닥에서 가장 높은 밀도로 분포하였다. A. nakazatoi의 미성숙단계에서도 모든 곳에서 주야간에 유의적인 밀도 차이가 없었으며, 해수표층에는 전혀 출현하지 않았다. A. nakazatoi의 성체, 특히 암컷에서는 바닥에서 야간의 밀도가 주간보다 유의적으로 높았고, 다른 장소에서는 주야간 밀도 차이가 없었다. 두 종 곤쟁이의 밀물과 썰물 간의 밀도 차이는 A. kokuboi의 미성숙개체를 제외하고는 유의적인 차이가 없었다. A. kokuboi의 미성숙개체, 특히 숫컷은 해수표층에서 썰물 때의 밀도가 밀물 때보다 유의적으로 높았다. 쇄파대 모래해변에서 두 종의 주야간 분포는 종간에는 물론이고 종내의 성장단계에 따라서도 약간의 차이가 있었으며, 밀도변화는 주로 주야간에 의해 일어나고 조석의 영향은 크지 않은 것으로 나타났다. 또 쇄파대에서 A. nakazatoi의 개체수 밀도는 주야간 모두 A. kokuboi보다 훨씬 더 높았으며, 유체단계부터 성체에 이르기까지 높은 밀도로 주로 모래바닥에 서식하였다. 이러한 결과는 A. nakazatoi는 유체단계부터 모래 저층으로의 잠입능력이 A. kokuboi보다 더 뛰어나며 동해안 쇄파대에서 매우 잘 적응한 곤쟁이라는 것을 의미한다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제25권3호
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• pp.128-137
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• 2013

최근, 지구온난화와 대기오염 등에 의해 신재생에너지에 관한 관심이 증가해 왔다. 특히, 가까운 미래에 직면하게 될 화석에너지자원의 고갈문제는 이와 같은 신재생에너지 기술을 가속화 시키고 있다. 다양한 재생가능 에너지자원 중에서 지구의 3/4을 점유하고 있는 해양은 막대한 에너지를 보유하고 있다. 본 연구에서는 항내 수질개선과 파랑에너지의 이용이라는 두 목적을 달성하기 위하여 공기실 내에서 해수면의 상하운동을 공기흐름으로 변환하고, 이를 터빈의 구동력으로 이용하는 파력발전장치인 진동수주형(OWC, Oscillating Water Column) 파력발전시스템을 적용한 해수교환구조물을 제시한다. 또한, 3차원불규칙파수치파동수로에 기초한 3D-NIT(3-Dimensional Numerical Irregular wave Tank)모델을 불규칙파동장에 적용하여 산정된 공기실 내 수위변동의 시간변화로부터 공기흐름속도를 추정하고, 입사주파수스펙트럼의 변화에 따른 공기흐름 주파수스펙트럼의 변화특성, 구조물의 존재여부에 따른 공기실 위치에서 주파수스펙트럼의 변화특성, 구조물에 의한 파랑변형율의 변화특성 및 공기흐름과 유체흐름에 의한 동력 등을 검토한다. 이로부터 공기실 내에서 수위변동 및 공기흐름의 시계열 자료에서 위상차가 존재하며, 유체흐름에 의한 동력이 공기흐름에 의한 동력에 비해 미흡하다는 것을 알 수 있었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.77-83
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• 2012

수평축 조류발전 시스템에 사용되는 쉬라우드의 기하학적 형상각도별 해수의 유동장 특성을 전산유체역학을 통해 분석하였다. 쉬라우드를 포함한 전체 유동장 내 해수의 유속 분포는 일정한 조류속도조건에서 쉬라우드의 형상에 따라 크게 영향을 받으며 특히 발전성능에 직접적으로 영향을 미치는 쉬라우드 내 최대유속의 위치 및 크기는 형상 별로 큰 차이가 있다. 실린더와 디퓨저부분의 길이가 같은 실린더-디퓨저 형태의 쉬라우드에서는 실린더 영역에서 비교적 높은 유속분포가 형성되었으며 노즐과 디퓨저부분의 길이가 같은 대칭구조의 노즐-디퓨저에서는 내경이 최소인 지점에서 국부적으로 나타났다. 실린더-디퓨저 쉬라우드에서 조류속도에 비해 높은 유속이 형성되었으며 중심축상의 유속은 노즐-디퓨저와는 다르게 쉬라우드 입구 근처에서 점차 증가하기 시작하여 실린더부분의 중앙 부근에서 피크값을 지나 디퓨저에서 급격히 감소한 후 다시 일정한 속도로 유지되어 가는 특성을 나타내었다. 이러한 쉬라우드의 형상과 해수유동장 변화특성에 대한 분석결과는 효율적인 조류발전시스템을 위한 쉬라우드의 최적설계에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 동력기계공학회지
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• 제9권4호
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• pp.31-38
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• 2005

육상 수조식 양식장은 해수를 끌어들여 어류를 기르는 데 사용된다. 본 연구는 사각 수조 내의 다양한 기하학적 관계와 유동에 대한 유동 특성을 도출하였다. 수치해석은 유한 체적법과 SIMPLE 기수법은 수치해석법을 활용하였으며, 비압축성 유체와 3차원 표준 $k-{\varepsilon}$난류 모델을 적용하였다. 속도 분포, 온도 분포에 대한 정보를 확보하였다. 실험과 수치해석의 결과가 정성적으로 잘 일치함을 보였다. 양식장의 깊이가 증가함에 따라 바닥 쪽의 유동이 더욱 안정됨을 확인하였다. 이는 각종 배설물 등의 정체현상으로 연결될 수 있음을 확인하였다. 수조내의 온도는 유입구의 초기 온도가 중요하며, Re 수가 증가할수록 온도는 상승하고 유입구의 반대 벽면 근처의 온도가 유입구 보다 증가함을 알 수 있었다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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• pp.197-201
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• 2002

양식장 해양 레져, 항구 등에서 Calm Sea Area을 필요로 한다. 착저식은 소파효율은 좋으나 해수순환을 방해하여 환경에 좋지 않은 영향을 미치게 된다. 또한 설치비용이나 설치 해역의 한계가 있다. 따라서 이러한 한계들을 극복하기 위해서 부유식 소파구조물을 채택하였다. 본 논문에서는 몇 가지 소파공의 크기를 가지는 반 투과성 부유 소파구조물을 무한수심에서 유체역학적 특성과 소파효율을 계산하였다. 산란문제와 발산문제를 해결하기 위해 선형 포텐셜이론을 사용하여 구조물의 유체역학적 특성을 계산하였다. 적절한 소파공의 크기를 결정함에 따라 소파효율을 향상시킬 수 있다.

• 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해안해양공학회 2002년도 한국해안해양공학발표논문집 Proceedings of Coastal and Ocean Engineering in Korea
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• pp.62-65
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• 2002

파랑은 주로 먼바다에서 바람에 의해 생성되어 육지로 전파해오면서 천수, 굴절, 회절, 반사, 부서 짐 등의 여러 가지 변형의 과정을 거친다. 이러한 파랑의 변형을 예측하는 한 방법은 비압축성 유체와 비회전류의 연속방정식인 Laplace 방정식을 지배 방정식으로 하고 해수면에서의 운동학적 경계조건과 동역학적 경계 조건, 그리고 바닥에서의 운동학적 경계조건을 적용하여 해를 구한다. (중략)

• 방사성폐기물학회지
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• 제10권4호
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• pp.255-262
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• 2012

원전이 위치한 동해 월성 연안역 주변에서 오염물 이동 확산에 대한 수치 모사를 수행하였다. 월성 연안역의 유속장 재현을 위한 해수유동 수치모형 실험은 EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code) 모델을 사용하여 조위 시계열 검증 및 조화분석을 통한 검증을 실시한 결과 양호한 재현성을 나타내었다. 월성 주변해역의 유속장 산정 결과 창조류시에는 남향, 낙조류 시에는 북향으로 진행되는 결과를 알 수 있었다. 또한 국립수산과학원에서 관측한 수온, 염분의 자료를 이용하여 수치모델을 통한 계산값과 관측값을 비교한 결과 양호한 재현성을 나타내었다. 계산된 해수유동자료와 수온, 염분의 결과를 이용하여 오염물질의 확산특성을 해석하였다.

• 청정기술
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• 제19권1호
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• pp.1-7
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• 2013

본 연구에서는 역전기투석 장치 내 스페이서(spacer)에 의한 유동변화와 스페이서의 높이변화에 따른 해수의 유동 및 이온전달 영향에 관한 연구를 수행하였다. 육각형 모양의 스페이서에 대해 3차원 전산유체해석을 진행하였다. 모델링을 수행한 결과, 레이놀즈수(Reynolds number)가 커짐에 따라 스월량(swirl)이 커지며 단위시간당 해수의 이온이 멤브레인(membrane)으로 전달되는 양이 늘어나지만, 반면에 입출구의 압력차도 증가하였다. 또한 스페이서가 두꺼울수록 파워수(Power number)와 셔우드수(Sherwood number)가 증가하였다.