• 한국지반공학회논문집
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• 제25권6호
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• pp.17-29
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• 2009

에너지 수요의 증가 및 에너지 탐사와 연관되어 해저 지반의 조사가 증가하고 있다. 해수면 2100m 해저 110m 아래에서 얻어진 압력 코어 시료의 메탄 하이드레이트 생산 시험 후 얻어진 사료를 이용하여 울릉 분지 심해토의 지반공학적 특성을 조사하였다. 기본 토성, 광물학적 특성, 화학 조성, 그리고 미세구조 관찰을 위하여 토성 실험, XRD, 그리고 SEM을 실시하였다. 또한, 멀티 센서 압밀셀을 이용하여 두 시료의 압축성, 전단파 및 전자기파 파악하였다. 강도특성은 직접전단실험 이용하여 산정되었다. 주요 광물로는 카오리나이트, 일라이트, 크로라이트(chlorite), 그리고 캘싸이트(calcite)가 관찰되었다. SEM 결과 잘 발달된 내 외부 간극 구조가 관찰되었다. 수직유효응력의 증가에 따라 전단파 속도, 전기비저항, 실수 유전율, 그리고 전기전도도는 이중선형 거동을 보였다. 직접전단실험으로 얻은 마찰각은 약 $21^{\circ}$로 선행연구와 비슷한 결과를 보였다. 본 연구는 가스 하이드레이트와 같은 에너지 자원의 개발 및 새로운 지반공학적 영역의 확보를 위하여 심해 퇴적토의 거동 이해의 중요성을 보여준다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제4권1호
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• pp.34-44
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• 1992

단주기파의 항내 침입ㆍ변형에 의한 수면파난 현상을 효과적으로 예측하기 위한 수치모형을 제안하였다. 해저면 마찰을 고려한 완경사 방정식을 기본으로 하고 고체 경과면에서는 부분흡수 경계조건을 사용하였다. 방파제 주변과 항내 영역은 유한요소로 모형화하고 항외 영역에서는 Helmholtz 방정식의 해석해를 사용하는 복합요소법을 이용하였다. Chen과 Mei(1974)의 방법에 따라 경계치 문제의 범함수를 구한 후 구함되는 최종적인 연입방정식을 Gauss 소거법으로 푸는 수치모형을 수립하였다. 양익방파제에 의한 파의 회절에 대한 수치모형실험(Pos and Kilner, 1987)과 수치계산을 비교한 결과 양자가 양호하게 일치하여 본 수치모형의 타당성이 검증되었다. 본 모형은 유한차분 모형에 비해 경계면과 반사의 처리가 정확한 반면 상대적으로 커다란 컴퓨터 기억용양을 필요로 하므로 사각형 요소를 사용하는 등의 개선이 요구되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.177-177
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• 2011

환형수조는 점착성 퇴적물의 침/퇴적실험을 위한 실험장치로서, 수조내부의 수면과 접하여 회전하는 상부링(top ring)의 마찰력에 의해 흐름이 생성되며, 시간의 제약없이 흐름조건을 동일하게 만들 수 있다는 큰 장점을 갖는다. 그러나 환형수조는 원주유속의 속도차이 및 원심력으로 인한 2차 순환류가 형성되어 바닥전단응력이 불균일해지는 단점을 가지고 있으며, 이러한 이유로 인하여 환형수조를 이용한 침/퇴적실험 수행시 수조의 외벽부근에서 더 큰 침식이 발생한다. 따라서, 2차 순환류의 발생을 줄이고 바닥전단응력의 분포를 균등하게 하기 위해 양방향 회전(환형수조의 몸체를 상부링의 회전방향과 반대방향으로 회전)이 가능한 환형수조가 고안되었는데, 이러한 방법으로 2차 순환류의 크기를 저감시키고, 바닥전단응력을 균일하게 만들 수 있다. 한편, 환형수조의 양방향 회전(counter-rotation)은 현장용 환형수조에는 적용될 수 없는 단점을 갖는다. 현장실험에서는 바닥면이 없는 현장용 환형수조를 해저면에 거치시켜 자연상태의 비교란 퇴적물 시료를 저면으로 형성시키는데, 바닥면이 존재하지 않는 환형수조 본체는 회전시킬 수 없으므로 양방향 회전을 통한 2차 순환류의 저감 및 바닥전단응력 균일화의 효과를 기대할 수 없다. 이러한 이유로 환형수조의 양방향 회전은 단지 실내실험용 환형수조에만 적용된다. 이에 본 연구에서는 환형수조 본체를 회전시키지 않고 수조의 측벽과 상부링의 각도 조절을 통해 수조단면의 형상을 변화시켜 2차 순환류를 저감시키고 바닥전단응력을 균등하게 하는 방법에 대한 연구가 수행되었다. 이 방법은 본체의 회전이 필요 없으므로 현장용 환형수조에 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 실험장치의 구조가 단순해져 실험장치의 제작비가 절감될 수 있다. 또한 원주속도에 수직한 단면에서 속도구배가 감소되어 2차 순환류가 저감됨과 동시에 바닥전단응력이 균등하게 됨으로서 양방향 회전시와 동일한 효과가 얻어질 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제24권3호
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• pp.439-447
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• 2019

지금까지의 연구 결과를 토대로 하여 대마난류의 순환역학에 관한 몇 가지 쟁점들을 정리해 보고 향 후 해결할 문제점들을 짚어보는 기회로 삼고자 하였다. 주요 관심 사항은 대마난류의 형성, 그 수송량의 계절변동 및 동해 내부에서의 분지 현상이다. 대마난류는 북태평양 아열대순환의 일부로서 북태평양 전지구적 바람장에 의해 형성된다. 그러나 마찰, 만의 지형, 장벽효과 등에 따라 그 수송량은 민감하게 변한다. 수송량의 계절변동에 대해서는 여러 학자들에 의해 많은 요인들이 제시되어 왔으나 아한대 바람장이 이와 가장 밀접히 연관되어 있는 것으로 밝혀졌다. 그러나 향후, 아한대 바람장 뿐만 아니라 아열대 바람장까지를 포함한 북태평양 전체 바람장과의 관계를 보여줄 수 있는 연구가 필요해 보인다. 대마난류의 두 분지인 동한난류와 일본연안류의 형성 기작으로서 그동안 서안강화 현상과 해저지형 효과가 가장 유력하게 제시되어 왔다. 그러나 서안강화는 동한난류의 계절변동을 설명할 수 없다는 문제점을 갖고 있음으로 이를 대체할 다른 기작에 대한 연구가 필요하다고 사료된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제11권3호
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• pp.150-159
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• 2008

경제개발 및 산업활동에 따라 발생된 쓰레기들이 하천 및 해상활동에 의해 직 간접적으로 해양에 유입되고 있다. 산업활동에 의해 제조된 물질들은 자연적으로 거의 분해되지 않거나 분해 속도가 매우 느린, 플라스틱, 유리, 폴리스티렌, 고무, 금속 등으로, 그 종류가 매우 다양하다. 이러한 해양쓰레기들은 연안환경뿐만 아니라 해수의 표층이나 수중, 해저면에 오랜 기간 존재하면서 인간과 동물의 건강 및 생명을 위협하거나, 선박사고 등을 유발하기도 한다. 특히 해양쓰레기는 해수의 흐름에 따라 인접한 국가와 지역에도 피해를 미치기 때문에 국가 간 마찰을 일으키기도 한다. 한 중 일 러가 접하고 있는 북서태평양의 경우도 해양쓰레기 문제로 국가 간 마찰이 종종 발생한다. 특히 해류의 흐름에 의해 중국 또는 한국의 쓰레기가 일본 등에 유입되곤 하는데, 이러한 문제점을 인식하여 관련 국가들은 해양쓰레기 지역협력사업을 추진하기로 하였다. 북서태평양실천계획(NOWPAP)에서는 해양쓰레기사업(MALITA)을 2006-2007년에 거쳐 실시하였으며, 아울러 2008-2009년에는 이의 후속사업으로써 해양쓰레기 지역협력계획(RAP MALI)을 계획하여 이행해나가고 있다. NOWPAP 방제지역활동센터(MERRAC)는 NOWPAP 지역활동센터의 하나로써, 2005년 NOWPAP 정부간회의에서 해상기인 해양쓰레기관련 국제협력사업 추진업무를 부여받아 2006년부터 관련 사업을 이행해 나가고 있다. MERRAC은 그동안 해저침적쓰레기 모니터링 방안, 항만수용시설 가이드라인, 해양 분야 쓰레기 저감 방안 및 홍보 브로셔를 개발하였고, 해양쓰레기 워크샵을 개최하여 관련 전문가들간의 토론 및 정보교환을 지원하였다. 본 논문에서는 그동안 MERRAC의 해양쓰레기 관련 지역협력 활동을 소개하면서 향후 해상기인 해양쓰레기 저감을 위한 지역협력 추진방안에 대해 몇 가지 사항을 제안하고자 한다.

• 한국수산과학회지
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• 제30권5호
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• pp.700-707
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• 1997

본 연구에서는 유수저항과 해저 마찰력을 동시에 받는 저층 트롤그물의 예망저항을 정도 높게 표현해낼 목적으로, 전보에서 구한 유수저항만을 받을 때의 저항식에 해저 마찰력의 영향을 추가하고, 지금까지 행해진 실험 결과들을 수집하여 분석하였다. 그 결과, 벽 면적이 $S(m^2)$ 되는 저층 트롤그물이 예망속도 $\nu(m/sec)$에서 받는 예망저항 R(kg)은 그물 입구의 단면적을 $S_m\;(m^2)$, 흐름에 수직인 평면에 대한 그물의 총 투영면적을 $S_n\;(m^2)$, 자루그물 앞끝의 완성 둘레를 B(m)라 할 때 $$R=4.5(\frac{S_n}{S_m})^{1.2}S\;v^{-1.8}+20(Bv)^{1.1}$$으로 주어졌다. 그러나, 실용적으로는 윗 식보다 $R=kS\nu^2$의 형태로 표시하는 것이 더욱 편리하다고 볼 수 있기 때문에, 실험 결과들을 이 식에 적용하여 저항계수 $k(kg{\cdot}sec^2/m^4)$를 여러 가지 측면에서 검토해 본 결과, k는 근사적으로딜만의 함수로 표시할 수 있다는 것을 알 수 있었으며, 그물의 완성 전장을 L (m)이라 할 때 $S{\propto}BL$이어서 $S/BL=\alpha$라 둘 수 있기 때문에 R(kg)은 근사적으로 $$R=18{\alpha}B^{0.5}L\;v^{1.5}$$으로 표시해도 좋다는 것을 알 수 있었다. 또한, $\alpha$의 값은 그물마다 달라 $0.40\~0.55$의 범위이긴 하나 전체 평균치 0.48에서 크게 벗어나지 않았기 때문에, 저층 트롤그물들을 총괄해서 표시할 때는 $\alpha=0.48$을 적용함으로써 R (kg)을 $$R=9\;B^{0.5}\;L\;v^{1.5}$$ 으로 대신해도 좋다는 것을 알 수 있었다.

• 터널과지하공간
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• 제26권2호
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• pp.59-67
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• 2016

본 논문에서는 해저 하이드레이트 퇴적층에서의 메탄가스 생산 과정에서 발생 가능한 생산정 주변 단층의 재활성화 가능성을 수치해석을 통해 평가하고 재활성화에 따른 미소지진 규모를 예측한 결과를 소개하였다. 가스 생산에 의한 하이드레이트 퇴적층의 유효응력 변화 및 역학적 변형은 TOUGH+Hydrate 코드와 FLAC3D 코드를 순차적으로 연계해석함으로써 시뮬레이션하였다. 단층면 재활성화 기준은 모어쿨롱(Mohr-Coulomb)법칙이 유효한 것으로 가정하였다. 30일간의 시험생산 해석 결과, 감압에 의한 공극압력 감소 및 유효응력의 증가가 주변 단층의 활성화를 일으킬 가능성은 크지 않은 것으로 나타났다. 초기응력 조건에 따른 활성화 가능성을 활동마찰각으로 평가한 결과로부터 수평응력에 비해 수직응력이 상대적으로 큰 정단층 응력조건(normal fault stress regime)에서 단층 재활성화 가능성이 상대적으로 큰 것으로 파악되었다. 또한, 정단층 응력조건에서 단층 재활성화에 기인한 유도지진 발생규모를 모멘트 크기(moment magnitude)로 추정할 경우, 모두 음(-)의 값을 보여 인간이 감지하지 어려운 수준의 미소지진에 해당하는 결과를 보였다. 다만, 본 해석은 하이드레이트 생산과정에서의 단층재활성화 가능성 평가를 목적으로 한 해석기법 구축 및 그 적용성을 소개할 목적으로 상당히 단순화된 지질구조 모델을 가정한 결과이므로, 향후 하이드레이트 시험 생산 및 상업 생산 지역에서의 상세 지질구조, 입력 물성 및 생산 설계조건을 반영한 해석에서는 상이한 결과를 보일 수 있을 것이다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제5권4호
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• pp.257-266
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• 2000

개방경계에서의 조석 강제력과 해수의 유 ${\cdot}$ 출입에 의한 남해의 해수순환을 모의하기 위하여 수직적분된 2차원 Princeton Ocean Model을 적용하였다. 두 강제력을 동시에 고려하기 위하여 일차적으로 개방경계에서 조석을 부과하여 조류순환을 재현한 후 개방경계에서 모델이 계산한 평형상태의 조류와 관측된 해류를 동시에 고려하는 2단계 모델링기법을 채택하였다 조류의 영향이 제거된 순환모델 결과에 의하면 남해에서 정상상태의 해류분포는 강한 해류의 영향으로 조석 잔차류 분포와는 상당히 다른 양상을 보이고, 해역에 따라서는 조류만큼 강한 해류가 나타난다. 제주해협을 통해 유입된 제주해류는 해저지형의 영향으로 인해 국지적으로 연안역과 가까워지거나 멀어지면서 동향하며, 제주도 동쪽과 대마도 사이을 통하여 남해로 유입되는 대마난류는 제주도 동쪽에서 비교적 멀리 북쪽까지 북상 후 시계방향으로 회전하여 제주해류와 합쳐진다. 제주해류와 대마난류가 합쳐진 후 대한해협을 통해 동해로 유출될 때 대마도 서쪽의 수심이 깊은 골에서 해류의 강화가 일어나며, 이는 수층의 두께가 증가함으로서 생성되는 양의 상대와도를 없애주기 위한 마찰경계층이 형성되기 때문인 것으로 사료된다. 개방경계에서의 조석 강제력과 해수 유출입을 개별적으로 고려할 경우 연안역에서의 해수순환은 두 강제력을 모두 고려한 경우의 순환형태와 차이를 보이고 있어 이들 두 강제력이 동시에 고려되어야 함을 뚜렷이 보여준다.