• 제목/요약/키워드: Ocean wave information

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해저탐사에 적용되는 음파특성 (Underwater Acoustic Characteristics and Application to Seabed Survey)

  • 김성렬;이용국;정백훈
    • 한국석유지질학회:학술대회논문집
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    • 한국석유지질학회 2005년도 제12차 학술발표회 초록집
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    • pp.9-16
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    • 2005
  • The electromagnetic (light) waves are limited to penetrate the media, ie, water and sea-bottom layers, due to high energy attenuation, but acoustic (sound) waves play as the good messenger to gather the underwater target information. Therefore the acoustic methods are applied to almost of ocean equipments and technology in terms of in-water and sub-bottom surveys, Generally the sound character is controlled by its frequency. In case that the sound source is low frequency, the penetration is high and the resolution is low. On the other hand, its character is reversed at the high frequency. The common character at the both of light and sound is the energy damping according to the travel distance increase.

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R-Mode 보정국과 감시국 선정을 위한 전파환경 분석에 관한 연구 (Analysis of Propagation Environment for Selecting R-Mode Reference and Integrity Station)

  • 전중성;정해상;국승기
    • 한국항해항만학회지
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    • 제45권1호
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    • pp.26-32
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    • 2021
  • 해양에서 정보통신기술 기반의 4차 산업혁명 확산은 고정밀 및 안정적인 위치·항법·시각·정보(PNT&D)를 요구하고 있다. 국제해사기구(IMO)와 국제항로표지협회(IALA)에서는 범지구 위성 항법 시스템(GNSS) 의존도가 증가함에 따라 취약성 경감을 위해 백업시스템을 요구하고 있어 우리나라는 R-Mode 기술개발에 관한 연구를 진행하고 있다. 시설의 중복투자를 막기 위해 기존 해상 인프라인 중파를 이용하는 DGPS(Differential Global Positioning System) 보정국과 감시국 34개소 및 초단파를 이용하는 선박자동식별장치(AIS) 기지국을 활용하고자 하며, 일부 서해 지역에서 수신신호의 세기가 미약한 전파 음영지역이 있으므로, 이를 해결하기 위해 R-Mode 보정국과 감시국 신설을 통하여 전파 음영지역을 해소하고자 한다. 따라서 본 논문에서는 주파수가 낮은 대역에서(단파대 이하) 전파가 지표면(수면)을 따라 잘 전송되는 특징이 있어 시뮬레이션과 전파측정을 하였으며, 전파전파 특성 분석을 통하여 R-Mode 보정국과 감시국 신설 후보지를 제안하고자 한다. 본 논문을 활용하여 다른 지역의 전파 음영지역을 해소하기 위해 적절한 위치에 R-Mode 보정국과 감시국 후보지를 선정할 수 있다.

선체운동 해석 기반의 예인선 출항통제 적정성 평가에 대한 연구 (A Study on the Evaluation of the Appropriateness of the Control of Departure of Tugs Based on the Analysis of Ship Dynamic Motion)

  • 김태훈;유용웅;이윤석;안영중
    • 해양환경안전학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.307-315
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    • 2023
  • 우리나라는 기상 악화 속에서 감항성이 확보된 선박만이 항해할 수 있도록 선박출항을 해사안전법에 근거하여 통제하고 있으나 통제 대상선박 지정에 대한 과학적 평가 결과 및 정량적 근거가 미비하여, 항행안전의 확보와 합리적 출항통제 운영을 위한 개선 의견이 제기되고 있다. 본 연구는 풍랑 주의보 발효 시 주요 통제대상 선종인 예인선의 실선계측을 통해, 현행 출항통제 기준의 적정성을 평가하고 현실성 있게 개선될 수 있도록 정량적 근거를 제시하는 것에 연구 목적이 있다. 이를 위해 예인선에 선박의 3축 운동과 선체가속도를 측정하는 Sensor를 설치하여 유의파고 3m인 해역 내에서 운항하여 선체운동 성능을 계측하였고, 계측된 수치를 내항성능 평가요소 및 한계 값 기준을 바탕으로 비교 분석하였다. 실측 선박은 톤수에 따른 현행 통제기준에서 제외되었으나, 분석 결과 Pitch 값이 Operation 기준을 넘어 항행안전에 위험성이 존재하였다. 본 연구 결과는 선박 출항통제 대상에 대한 검토와 다양한 선종 및 제원을 대표할 수 있는 추가적 실측연구가 필요함을 시사한다.

수중음향통신 링크 해석 (Underwater Acoustic Communication Link Analysis)

  • 최영철;변성훈;임용곤
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제11권8호
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    • pp.1465-1471
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    • 2007
  • 수중음향통신 링크는 육상에서의 통신 링크와 비교했을 때, 물과 공기라는 매질의 차이, 음파와 전자기파라는 전달 파의 차이로 인하여 링크 해석에 있어서 수중음향통신 환경 고유의 특성을 고려한 링크 해석이 필요하다. 본 논문에서는 수중에서 음파를 이용한 무선통신의 매질로서 바다 속을 경로 손실, 흡음, 환경 잡음 측면에서 수중음향통신 링크 예산 수립에 적합하도록 음향학 기반의 지식을 해석하고 고찰하였다. 우리나라 연안에서의 흡음 계수 및 잡음 레벨에 대해서 분석하고 흡음 계수 및 잡음 레벨을 고려한 수중음향통신 주파수 대역 선정 방법을 제시하였다. 또한, 수중음향채널 링크 해석 결과의 적용 예로서 수중음향통신 시스템에서 널리 사용되고 있는 주파수 대역 중에서 25kHz 중심 주파수를 사용하고 전송 속도 10kbps, 목표 전달 거리 1km, 목표 비트 오율 $10^{-3}$인 QPSK 수중음향통신 시스템의 천해 동작환경을 고려한 이상적인 AWGN 환경에서의 링크 예산 수립 예를 보였다.

MIMO 수중통신에서 최적의 터보 등화 기법 (Optimum Turbo Equalization Method based on Layered Space Time Codes in Underwater Communications)

  • 김태훈;정지원
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제18권5호
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    • pp.1042-1050
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    • 2014
  • 수중에서의 음향 통신의 성능은 신호의 다중경로 전달과정에 의해 발생하는 지역 확산 현상으로 인하여 인접간섭의 영향을 받는다. 그리고 음파를 이용한 주파수의 제한으로 인하여 낮은 전송 속도로 통신을 한다. 따라서 전송속도의 향상과 함께 인접간섭을 제거하기 위하여 수중 통신에 적합한 시공간 부호화 기술과 등화기 기술, 채널 부호화 기술이 필요하다. 본 논문에서는 이러한 기술들을 시뮬레이션을 통하여 MIMO 수중 통신 시스템에서 최적의 터보 등화 기법을 이용한 복호구조를 제안한다. 각 모듈별 시뮬레이션을 통한 성능결과 본 논문에서 제안한 계층적 시공간 부호화 방식 기반의 터보 등화 기법을 이용하면 일반적인 수중 통신 보다 성능이 우수함을 알 수 있다.

유한차분모형을 위한 직사각형 격자정보 생성기법 (Generation Method of the Rectangular Grid Information for Finite Difference Model)

  • 정신택;조범준;김정대
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.190-195
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    • 2003
  • 연안 및 해안에서 발생하는 파랑변형, 조석 전파, 부유사 이동 및 확산 현상 등을 예측하기 위해서는 수치모형이 주로 사용된다 대표적인 수치모형 기법으로는 유한차분법 및 유한요소법이 있다. 유한차분법을 사용하는 경우에는 관심영역의 각 격자점에서 유한차분 방정식을 풀어야하므로, 격자망 및 경계조건 등이 설정되어야 한다. 유한차분용 격자망은 유한요소법과는 달리 격자망이 간단하지만, 지형이 복잡한 경우에 편리하게 사용 할 수 있는 격자정보 생성기법이 별로 개발되어 있지 않다. 또한, 상업용으로 많이 개발되어 있는 프로그램도 대부분 유한요소법에 근거한 수치모형에서 사용하는 격자생성을 목적으로 하고 있다. 본 연구에서는 디지타이저(Summagrid IV 기종)를 사용하여 유한차분모형을 위한 동일한 간격의 직사각형 격자 수심자료를 만드는 세부과정을 자료로 소개하고자 한다. 필요한 프로그램은 Golden Software사의 Didger(dititiger 지원 S/W)와 Surfer(gridding & contouring S/W)로서, 비교적 간단하게 정확한 수심 자료를 얻을 수 있으며, 임의의 지점 떠는 영역에 제시된 정보로부터 필요한 직사각형 격자정보를 추출하는 방법에 적용이 가능하다.

남인도양에서의 해수면에 대한 위성자료(Topex/Poseidon 고도계)와 현장자료(Tide Gauge 해면계)간의 비교 (Comparison of Topex/Poseidon sea levels data and Tide Gause sea levels data from the South Indian Ocean)

  • 윤홍주;김상우;이문옥;박일흠
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2001년도 추계종합학술대회
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    • pp.281-285
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    • 2001
  • According to standard procedures as defined in the users handbook for sea level data processes, I was compared to Topex/poseidon sea level data from the first 350days of mission and Tide Gauge sea level data from the Amsterdam- Crozet- Kerguelen region in the South Indian Ocean. The comparison improves significantly when many factors for the corrections were removed, then only the aliased oceanic tidal energy is removed by oceanic tide model in this period. Making the corrections and smoothing the sea level data over 60km along-track segments and the Tide Gauge sea level data for the time series results in the digital correlation and RMS difference between the two data of c=-0.12 and rms=11.4cm, c=0.55 and rms=5.38cm, and c=0.83 and rms=2.83cm for the Amsterdam, Crozet and Kerguelen plateau, respectively. It was also found that the Kerguelen plateau has a comparisons due to propagating signals(the baroclinic Rossby wave with velocity of -3.9~-4.2cm/sec, period of 167days and amplitude of 10cm) that introduce temporal lags($\tau$=10~30days) between the altimeter and tide gauge time series. The conclusion is that on timescales longer than about 10days the RMS sea level errors are less than or of the order of several centimeters and are mainly due to the effects of currents rather than the effects of sterics(water temperature, density) and winds.

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시계열 등온선 자료에서의 SAR로 관측된 내부파의 추적 연구 (Tracking of Internal Waves Observed by SAR in the Time Series of Temperature Profile Data)

  • 김태림
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.155-163
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    • 2009
  • 여름철 우리나라 서해 연안을 관측한 SAR영상에서 다수의 내부파가 관측되고 있으며 이들은 동지나해에서 관측되는 내부파들에 비하여 소규모이며 상대적으로 많은 연구가 이루어지지 않고 있다. 이러한 내부파들은 여름철 표층 해수의 혼합을 발생시킴으로서 해양 생물학적으로 중요한 역할을 하며 대륙붕에서의 퇴적물 이동 및 음파의 전달에 있어서도 중요한 요소로서 서해의 물성 특성 연구에 있어서 반드시 고려되어야 한다. 내부파의 특성 분석을 위해서는 시공간적인 정보가 필요하며 이를 위해서는 현장 관측과 위성 관측이 동시에 이루어져야 한다. 본 연구에서는 2002년 5월 29일 현장 관측과 동시에 획득된 SAR영상을 분석하고 영상에 나타난 내부파와 동일한 내부파를 시간에 따른 수심별 등온선의 변화에서 분석 추적하였다.

A New Sound Reception System using a Symmetrical Microphone Array and its Numerical Simulation

  • Choi Jae-Woong;Kim Ki-Jung
    • Journal of Ship and Ocean Technology
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    • 제8권3호
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    • pp.18-25
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    • 2004
  • Sound reception system is required to detect the sound and the quadrantal direction of the other ship's horn sound, to overcome the effects of enclosed wall for navigation space, functioning as a sound barrier. However, the realized systems can only provide quadrantal information of the other ship. This paper presents a new arrangement of microphones, having geometrically symmetric deployment with the same distances between sensors and the same angles between adjacent sensors with respect to the geometrical center. The sound pressures received at microphones are transformed into the related envelope signals by applying Hilbert transform. The time delays between microphones are estimated by the correlation functions between the derived envelope signals. This envelope base processing mitigates the noises related to the reflection by ship and sea surface. Then, the directional information is easily defined by using the estimated time delays. The suggested method is verified by the generated signals using boundary element method for a small ship model with sea surface wave. The estimated direction is quite similar to the true one and therefore the proposed approach can be used as an efficient sound reception system.

5MW급 해상풍력 하부구조물 설계 및 해석에 관한 연구 (The study on substructure design and analysis for 5MW offshore wind turbine)

  • 선민영;이성범;이기열;문병영
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제38권9호
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    • pp.1075-1080
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    • 2014
  • 본 연구는 5MW급 해상풍력 하부구조물개발에 있어 설계에 필요한 다양한 해양환경 조건에 대하여 높은 안정성 확보가 요구되는 해상용 풍력발전 하부구조물과 관련, 구조물의 설계방법을 제시하고 그 안정성을 고찰하여 관련 기술 분야에 기여함을 목표로 한다. 특히, 5MW급 해상풍력발전 시스템에 대해 시험영역에서 큰 바람의 방향이 지속되고 있는 동안에 동시에 발달된 파도의 계산에 대한 정보를 제공한다. 그러므로 바람의 영역과 접근하는 파동 행열간의 관련성을 검토하여 강도, 방향 그리고 시간의 이동성을 계산할 수 있음을 확인하였다. 쇄파에서의 국부적인 압력분포를 물리적인 모델링과 수치적 모델링을 통해 조사하는 것이 가능하다. 해상 풍력 에너지 변환장치의 지지구조물들에 대해 최근 적용된 구조 및 피로에 대한 평가는 일반 설계규칙에 근거했다. 5MW 해상풍력 하부구조물은 제약조건이 많아 단일구조로 취급하는데 이는 생산에서 높은 안전계수를 고려해야함을 의미한다.