• 한국해양학회지:바다
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• 제24권2호
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• pp.332-350
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• 2019

2017년 8월 7일부터 25일까지 수중글라이더를 활용하여 $37.9^{\circ}N$ 위도 라인를 따라 동경 $129.0^{\circ}E{\sim}131.3^{\circ}E$ 사이를 왕복하는 단면 관측을 수행하였다. 해당 경로는 국립수산과학원 정기선박 관측라인 중 106 라인을 따른 것으로 이 경로를 따라 약 18일간 운용하였으며 위치 유지 모드로 동작했던 시간을 제외하고 총 440 km를 비행하였고, 그동안 고해상도 수온 및 염분의 공간 단면을 관측하였다. 본 관측 해역은 약 0.8 m/s의 강한 유속을 갖는 동한난류가 북상하고 있는 상황이었음에도 불구하고, 해당 수중글라이더는 지정된 경로에서부터 RMS 거리 400 m 이내를 벗어나지 않고 정확하게 106 라인을 따라 비행하였다. 본 관측에서 얻어진 고해상도 물성 단면 구조를 국립수산과학원 정선 관측 자료와 비교함으로써 해양환경에 지대한 영향을 끼치는 전선역이나 소용돌이와 같은 현상을 관측하기 위해서 고해상도 관측이 얼마나 중요한지 확인할 수 있었다. 이러한 수중글라이더 관측을 통해 이제까지 발견하지 못했던 새로운 소용돌이를 발견할 수 있었다. 이 소용돌이는 수평폭이 10~13 km, 수직폭은 200 m 가량되는 렌즈 형태를 가지고 있으며 시계방향으로 회전하는 아중규모 중층성 소용돌이(submesoscale intrathermocline eddy)다. 수온약층 내 혹은 직하부에 존재하면서 아중규모의 렌즈형태의 구조를 갖는 이러한 중층성 소용돌이는 동해에서 처음 발견되었기 때문에 Korea intrathermocline eddy(Keddy)로 명명하였다. 이 Keddy는 다음과 같은 전형적인 중층성 소용돌이(intrathermocline eddy)의 특징을 가지고 있다. Keddy는 수온약층 하부인 수심 약 170 m, 즉 중층에서 유속최대값을 갖는 특징이 있고, 따라서 해표면에는 해당 지오포텐셜 구조가 드러나지 않는 2차 순압성 구조를 가지고 있다. 또한 중앙부의 성층화가 주변보다 약하고, 수평크기가 1차 순압성 로스비 변형반경과 유사하며, 로스비 수가 0.7로 1에 근접한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제37권1호
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• pp.67-76
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• 2024

본 논문에서는 역학적 변수들을 측정하는 방안으로 디지털 이미지 프로세싱과 강형식 기반의 MLS 차분법을 융합한 DIP-MLS 시험법을 소개하고 추적점의 위치와 이미지 해상도에 대한 영향을 분석하였다. 이 방법은 디지털 이미지 프로세싱을 통해 시료에 부착된 표적의 변위 값을 측정하고 이를 절점만 사용하는 MLS 차분법 모델의 절점 변위로 분배하여 대상 물체의 응력, 변형률과 같은 역학적 변수를 계산한다. 디지털 이미지 프로세싱을 통해서 표적의 무게중심 점의 변위를 측정하기 위한 효과적인 방안을 제시하였다. 이미지 기반의 표적 변위를 이용한 MLS 차분법의 역학적 변수의 계산은 정확한 시험체의 변위 이력을 취득하고 정형성이 부족한 추적 점들의 변위를 이용해 mesh나 grid의 제약 없이 임의의 위치에서 역학적 변수를 쉽게 계산할 수 있다. 개발된 시험법은 고무 보의 3점 휨 실험을 대상으로 센서의 계측 결과와 DIP-MLS 시험법의 결과를 비교하고, 추가적으로 MLS 차분법만으로 시뮬레이션한 수치해석 결과와도 비교하여 검증하였다. 이를 통해 개발된 기법이 대변형 이전까지의 단계에서 실제 시험을 정확히 모사하고 수치해석 결과와도 잘 일치하는 것을 확인하였다. 또한, 모서리 점을 추가한 46개의 추적점을 DIP-MLS 시험법에 적용하고 표적의 내부 점만을 이용한 경우와 비교하여 경계 점의 영향을 분석하였고 이 시험법을 위한 최적의 이미지 해상도를 제시하였다. 이를 통해 직접 실험이나 기존의 요소망 기반 시뮬레이션의 부족한 점을 효율적으로 보완하는 한편, 실험-시뮬레이션 과정의 디지털화가 상당한 수준까지 가능하다는 것을 보여주었다.

• 수산해양기술연구
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• 제40권4호
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• pp.268-281
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• 2004

본 연구는 실제 정치망 어장에서의 조류에 따른 어구 형상 변형을 추정하고, 그 변형을 최소화시키며 어구의 기본 기능을 유지시키는데 필요한 수중 현상과 어구 내부용적을 적절하게 유지할 수 있는 설계의 기본 자료를 얻기 위한 목적으로 회류 수조에서 모형실험을 실시하였으며, 흐름에 따른 대뜸의 멍줄에 작용하는 장력, 정치망 내의 유속변화와 그물형상의 변화를 측정하였다. 1. 유속이 0.0m/s에서 0.6m/s로 증가 할 때에 유속 (v)에 따른 장력(R)의 실험식은 운동장 조상의 경우 R=$19.58v^{1.98}$($r^2$=0.98) 원통 조상인 경우, R=$26.90v^{1.72}$($r^2$=0.95)이었다. 2. 유속변화는 흐름이 망내부를 통과함에 따라 감소하여 운동장이 조상인 경우, 제1원통내부에서 0.1m/s일 때 약 70%, 0.2m/s일 때 60%, 0.3m/s일 때 약 50%, 0.4~0.6m/s에서는 약 40%정도로 초기유속에 비해 감소하였다. 원통이 조상측일 경우, 제2원통을 통과한 흐름은 초기 유속의 약 30~60%로 급격히 감소하였고, 제1원통에서는 약 20~30% 비탈그물에서는 약 10~20%정도 감소하였고, 운동장내에서 다시 유속이 증가하였다. 3. 운동장이 흐름의 조상측인 경우, 운동장그물의 기울기 변화량은 0~70$^{\circ}$까지, 비탈그물은 0~63$^{\circ}$까지 변화하였고, 조하측인 제2원통은 0~47$^{\circ}$까지 변화하였다. 유속이 증가함에 따른 까래그물의 깊이 변화는 초기 깊이에 보다 제1원통과 제2원통이 약 0~45%정도, 비탈그물이 약 0~37% 정도로 감소하였다. 4. 원통이 흐름의 조상측인 경우, 제2원통의 기울기 변화량은 약 0~70$^{\circ}$까지, 비탈그물은 약 0~55$^{\circ}$까지, 조하측인 운동장은 0~50$^{\circ}$까지 였다. 까래그물의 깊이 변화는 초기 깊이와 비교해서 제1원통은 약 0~35%, 제2원통은 약 0~20%, 비탈그물은 약 0~35%까지 감소하였으며, 유속이 0.5m/s이상에서 비탈그물이 원통 입구까지 부상하여, 원통 입구를 90%이상 막았다. 5. 어구의 변형을 최소화하고 전개용적을 증가시키기 위해서는 입구 및 운동장 부분에서는 힘출의 저조시 수심 위치에 중량추를 부착하고, 운동장 바깥쪽과 제1원통의 섶장과 까래그물 제2원통의 바깥쪽, 비탈그물의 까래에 부가 중량추를 부착하는 것이 필요할 것으로 판단된다.