• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.19 no.5
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• pp.476-483
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• 2007

One of the main function of Ieodo Ocean Research Station is to service the information about the weather and fishing grounds condition which are collected through calibrating convection flow and ocean current around the station. However, due to the influence of the station's structure below sea level, it is difficult to obtain the exact flow data. Therefore, it is required to research on the effect of the structure and the method to evaluate and revise the observed data. In this paper, as a basic study, it deals with the algorithm that simulate the interaction between ocean current and the station structure, followed by discussions about the way to applicate the algorithm. Through 3-dimensional computational fluid dynamics analyses (using Navier-Stokes equations with K-turbulence model), the influence of the station and submerged rocks are quantitatively evaluated, and we would suggest methods how to obtain accurate flow information from the measured rough data.

• The Sea:JOURNAL OF THE KOREAN SOCIETY OF OCEANOGRAPHY
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• v.5 no.2
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• pp.77-85
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• 2000

Simulation of local external forcing and its response in the rotation table experiment has been investigated. Spatially-uniform external forcings have been applied in many experimental studies, however, based on the fact that the north-south distribution of the wind-stress curl and the existence of local maximum of the sea surface heat loss in the northern part of the East Sea, new method of combined effects of local forcings has been employed in separate experiments. Carefully designed local source or sink at the bottom of the cylindrical container can produce horizontal pressure gradient within the Ekman layer, and consequently the interior also attains the same pressure gradient that produces geostrophic interior circulation. In order to keep free surface during the local-surface cooling, a side-wall cooling method is suggested. For the various type of local forcing including the effects local cooling and the periodic change of local wind-stress curl, western-boundary flow in terms of its strength, position of separation from the boundary have been observed.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.27 no.6
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• pp.839-845
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• 2021

In this study, it shows the efficiency of each refrigerant through simulation method for ORC (Organic Rankine Cycle) power generation that converts waste heat discarded by ship exhaust into electricity for the purpose of reducing CO₂ emission and increasing ship waste heat recovery. by Simulation was performed with waste heat from the exhaust gas which is relatively high temperature and cooling sea water which is relatively low temperature from ships. As a result of the sea water cooling ORC power generating system, efficiency of the working fluid with R717 is highest as a 2.86 % and the next working fluid is R152a, R134a, R143a and R125a.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.28 no.3
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• pp.174-186
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• 2009

When we apply a propagation model to the ocean with boundaries, we can calculate reflected wave using reflection coefficient suggested by Rayleigh assuming the boundaries are flat. But boundaries in ocean such as sea surface and sea bottom have an irregular rough surface. To calculate the reflection loss for an irregular boundary, it is needed to compute the coherent reflection coefficient based on an experimental formula or scattering theory. In this article, we derive the coherent reflection coefficients for a fluid-fluid interface using perturbation theory, Kirchhoff approximation and small-slope approximation respectively. Based on each formula, we can calculate coherent reflection coefficients for a rough sea surface or sea bottom, and then compare them to the Rayleigh reflection coefficient to analyze the reflection loss for a random rough surface. In general, the coherent reflection coefficient based on small-slope approximation has a wide valid region. Comparing it with the coherent reflection coefficients derived from the Kirchhoff approximation and perturbation theory, we discuss a valid region of them.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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• v.11 no.3
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• pp.160-163
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• 2008

$CO_2$ ocean sequestration is being considered as a way to earn a frame of time to change other industrial life pattern to overcome the global warming crisis. The method is to dilute the captured $CO_2$ into ocean by ejecting the liquefied $CO_2$ through nozzles. The main issue of such method is the effectiveness and safety, and in both problems the rising speed of those LCO2 droplet is the key parameter. In this paper, the rising speed of LCO2 droplets is numerically studied including the effect of the surfactant which can be residing along the density interface of the droplets. A front tracking method with a simple surface tension model is developed and the rising speed of the droplets is carefully investigated with varying the various parameters. It is demonstrated that the variable surface tension can change the deformation of the droplet, the flow near the interface, and the rising speed.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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• v.14 no.4
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• pp.301-306
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• 2011

The paper presents an analysis of the heating cycle and discusses a desalination cycle that uses lowtemperature seawater. The basic heating cycle model is the heat pump cycle, and seawater desalination is usually performed by the indirect freezing desalination method. The low temperature of the seawater (below $5^{\circ}C$) acts as the heat source of the evaporator. R-134a, R-1234yf, R-600a are used as working fluids. In the 2-stage compression cycle, the compressor's work decreased by about 15.6% from that in the 1-stage compression cycle. Further, the COP in the 2-stage cycle was 17.6% higher than that in the 1-stage cycle. In the indirect desalination cycle, the energy per unit fresh water productivity in the 2-stage cycle was 19.8% lower than that in the 1-stage cycle.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.14 no.4
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• pp.333-338
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• 2008

The coastal zone is a delicate and dynamic area in which the majority of a water kinetic energy is dissipated. These processes are subsequent to the transport of the beach materials. In comparison to emerged breakwaters, submerged structures permit the passage of some wave energy and in turn allow for circulation along the shoreline zone. This research aims to examine the beach erosion prevention capability of submerged structure by laboratory model. The flow characteristics behind a submerged obstacle with bottom gap were experimentally investigated at Re = $1.2{\times}10^4$ using the two-frame PIV(CACTUS 2000) system. Streamline curvature field behind the obstacle has been obtained by using the data of time-averaged mean velocity information. And the large eddy structure in the separated shear layer seems to have signification influence on the development of the separated shear layer. As bottom gap size increases, the recirculation occurring behind the obstacle moves toward downstream and its strength is weakened.

• Journal of Environmental Impact Assessment
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• v.19 no.4
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• pp.367-380
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• 2010

수산 해양환경적 측면에서 중요한 위치에 있는 황해(Yellow Sea)의 해양 생태계 변화과정에 대 한 체계적이고 심층적인 연구을 위하여 기후 변화와 관련된 생태 및 환경변화에 대한 황해 해역의 반응성 연구가 필요한 실정이다. 본 연구는 황해해역에서 수온 상승에 따른 클로로필의 변화를 살펴보고, 지구온난화가 해양환경과 생태계에 미칠 영향을 예측하고자 하였다. 황해해역에서 해수유동 모델의 결과를 기초 입력자료로 활용하여 클로로필과 상호작용을 하는 육상유입부하량, 저질 영양 염용출량 및 생물학적 파라메타 등을 입력하여 현재상태를 재현하였다. 우리나라 주변 해수의 온도가 지난 10년간 약 $0.75^{\circ}C$ 상승했다고 가정하였을 때, 본 실험에서는 수온이 선형적으로 연간 $0.075^{\circ}C$ 씩 상승한다고 가정하여 10년 후까지의 Chlorophyll-a 농도 변화를 예측하였다. 예측 결과, 연구해역의 중앙부에서는 전체적으로 농도가 높아지고, 우리나라 연안해역에서 Chlorophyll-a 의 농도가 낮아지는 것으로 예측되었다. 본 연구의 결과를 기초로 하여 10년 이상의 장기적인 예측실험을 한다면 기후변화가 황해해역의 생태계 변화에 미치는 영향을 파악할 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.112-112
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• 2018

알루미늄 합금은 내구성과 내식성이 우수한 경량 재료이다. 그 중 Al-Mg계 5083 Al 합금은 가공성 및 용접성이 우수하여 선체 재료로 널리 이용되고 있다. 이는 선체 중량의 경량화로 인해, 연료비 절감과 빠른 선속 등 다양한 이점을 지니기 때문이다. 그러나 선박의 고속화에 따라 선체에 가해지는 유체충격이 증가하고, 압력 저하에 기인하여 캐비테이션-침식 손상이 증가할 뿐만 아니라, 염소이온이 존재하는 해수환경에서는 침식과 부식의 시너지효과로 인하여 재료의 손상이 더욱 가속화된다. 이에 대한 다양한 방지책들이 제안되고 있으나, 강한 충격압을 동반한 캐비테이션 침식-부식 복합 손상 환경에서는 다소 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 알루미늄 5083에 대하여 캐비테이션 환경 하에서 일정 전위를 인가하며 침식-부식 손상이 최소화 되는 전위 구간을 규명하고자 하였다. 먼저, 분극 실험을 선행하여 재료의 전기화학적 거동을 파악 한 후 적용 전위구간을 선정하여, 해당 전위를 인가한 상태에서 캐비테이션 실험을 실시하였다. 전기화학적 분극실험과 캐비테이션-전기화학 복합 실험은 $25^{\circ}C$의 해수 하에서 실시하였으며, 시험편의 노출면적은 $3.24cm^2$으로 하였다. 분극 실험은 개로전위로부터 +3 V까지 2 mV/s의 분극속도로 전위를 인가하였고, 기준전극으로 Ag/AgCl, 대극으로 백금전극을 사용하였다. 캐비테이션-전기화학 복합 실험은 정전위를 인가한 상태에서 대향형 진동법으로 진동수 20 kHz, 진폭 $30{\mu}m$ 진동을 20분간 가하였으며, 혼팁과 시험편 사이의 거리는 1 mm로 일정하게 유지하였다. 실험 후 표면 손상의 정량적 분석을 위해 인가된 전위별 전류밀도를 비교하고, 무게감소량을 측정하였으며, 손상경향 파악을 위하여 3D광학현미경과 주사전자현미경(SEM)을 통해 표면을 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.143-143
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• 2016

알루미늄 합금은 내구성과 내식성이 우수할 뿐만 아니라 다양한 표면개질을 통해 그 표면 특성을 더욱 향상시킬 수 있다. 특히 Al-Mg계 5083-H321 Al 합금의 경우 가공성 및 용접성이 우수하여 선체 재료로 널리 이용되는데, 이는 선체중량의 경량화가 가능하여 연료비 절감과 빠른 선속 등 다양한 이점을 지니기 때문이다. 그러나 선속의 고속화에 따라 선체에 가해지는 유체충격이 증가하고 정압 저하에 기인하여 캐비테이션-침식 손상이 증가할 뿐만 아니라 해수환경 특성 상염소이온의 존재로 부식이 가속화되는 등 침식 및 부식의 시너지효과로 손상은 크게 증가한다. 이에 대한 방지대책으로 다양한 표면개질 기법이 제안되고 있으나 강한 충격압이 동반된 캐비테이션 침식-부식 복합 손상 환경에서는 표면처리만으로는 불가능할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 양극산화된 5083-H321을 대상으로 캐비테이션 환경 하에서 일정 전위를 인가하여 침식-부식 손상이 최소화되는 최적전위를 규명하고자 한다. 이를 위해 먼저 분극 실험을 통해 재료의 전기화학적 거동을 바탕으로 임의의 전위를 선정하고 해당 전위를 인가한 상태에서 캐비테이션 실험을 실시하였다. 이때 분극실험과 캐비테이션-전기화학 복합실험 모두 $25^{\circ}C$의 해수에서 실시하였으며, 전기화학적 분극실험은 유효면적이 $3.24cm^2$인 시편에 2 mV/s의 분극속도로 0 ~ -3 V 까지 인가하였고, Ag/AgCl 기준전극과 백금대극을 사용하였다. 캐비테이션-전기화학 복합 실험은 정전위를 인가한 상태에서 $30{\mu}m$의 진폭으로 20분간 실시하였으며, 혼팁과 시험편 사이의 거리는 1 mm로 일정하게 유지하였다. 실험 후 표면 손상의 정량적 분석을 위해 인가된 전위별 전류밀도를 비교하고, 무게감소량을 측정하였으며, 손상특성 분석을 위해 3D현미경과 주사전자현미경(SEM)을 통해 표면을 분석하였다.