최근, 해수욕장으로서의 기능 창출 뿐만 아니라 해안공간의 이용 및 개발에 따른 자연해변의 소실을 대체할 수 있는 인공해변이 건설되고 있다. 그리고, 파랑작용에 의한 매립토사의 유출로부터 인공해변을 보호하기 위한 구조물이 필요하며, 일반적으로 호안이 주로 건설된다. 해저지반 상부에 건설되는 호안의 안정성을 위하여 필히 검토되어야 할 사항 중의 하나가 호안 배후의 지하수위 거동이다. 그러나, 비선형파랑과 지하수위의 거동특성이 인공해변의 토사유출 및 구조물의 안정성에 중요한 요소로 작용함에도 불구하고 이에 대한 연구는 거의 수행되지 않았다. 본 연구에서는 비선형파랑과 호안 및 지하수위로 인한 흐름간의 동적 상호작용을 살펴보기 위하여 정수위와 지하수위와의 차이를 고려할 수 있는 수치파동수로를 개발하였다. 개발된 수치파동수로를 이용하여, 지하수위 변화가 호안 주변 지반내의 수리학적 특성에 미치는 영향을 살펴보았고, 지하수위의 변화에 따른 파동장 및 간극수 흐름, 간극수압 및 와도를 수치적으로 재현하였다. 결과로부터 지하수위의 변화에 따른 호안 주변 지반내의 수리학적 특성들이 어떻게 영향을 받는지 알 수 있었다.
We analyzed the morphological characteristics of OCC (Ocean Core Complexes) in the middle part of the Central Indian Ridge (MCIR) using high-resolution geophysical data recorded on the Deep-Tow SideScan Sonar IMI-30 system. In terms of slope-gradient variations calculated from the high-resolution bathymetry data, the normal faults formed by seafloor spreading were associated generally with slopes > 30° and resulted in high backscatter intensities, which reflect more topographic effects than acoustic medium variation. However, the areas associated with gentle slopes < 10° tend to show the backscatter intensities reflecting the acoustic characteristic of the medium. We show that the detachment faults exposing the OCCs were initiated with high-angle normal faults (58°) exhibiting outward and inward dips of a breakaway zone. In order to examine the spatial distribution of OCC structures, we characterized the transition from magmatic-dominant seafloor with abyssal hills to tectonic-dominant seafloor with OCC using the down-slope direction variation. The slope direction of the seafloor generally tends to be perpendicular to the ridge azimuth in the magmatic-dominant zone, whereas it becomes parallel to the given ridge azimuth near the OCC structures. Therefore, this spatial change of seafloor slope directions indicates that the formation of OCC structures is causally associated with the tectonic-dominant spreading rather than magmatic extension. These results also suggest that the topographical characteristics of seafloor spreading and OCC structures can be distinguished using high-resolution geophysical data. Thus, we propose that the high-resolution bathymetry and backscatter intensity data can help select potential areas of exploitation of hydrothermal deposits in MCIR effectively.
방파제 형식에 따른 반사율 변화가 해저지형에 미치는 영향을 살펴보기 위한 수치 모의를 수행하였다. 수치 모형은 OpenFoam 기반 tool box인 OlaFlow와 물리기반 지형모형[SeoulFoam]으로 구성하였으며, 이 과정에서 침·퇴적으로 인해 변형을 겪는 해저지형과 내습하는 파랑 간의 상호작용은 Dynamic Mesh를 활용하여 기술하였다. 다양한 반사 특성을 보이는 사석 경사제, 직립제, 곡면 슬릿 케이슨 방파제는 서로 다른 정상파를 결과하였으며, 이는 해저지형에 상당한 영향을 미치는 것을 확인하였다. 이러한 결과는 저면 유속이 상대적으로 큰 정상파 마디[node]에서 연행된 모래가 경계층 drift에 의해 배[antinode]로 이송된다는 Nielsen(1993)의 연구 결과와도 일치한다. 이렇게 재배치되는 모래로 정상파의 배[antinode]에는 sand wave의 마루, 마디[antinode] 인근에는 sand wave의 곡이 형성되었으며, sand wave 진폭은 반사계수가 우월한 곡면 슬릿 케이슨에서 가장 크게 관측되었다. 이러한 현상은 반사계수가 큰 경우 마디에서의 저면 유속 증가로 상대적으로 많은 모래가 연행되어 발생하는 것으로 판단된다.
The steady-state, incompressible and three-dimensional numerical analysis was performed to investigate the flow fields around the seabed tiller used for soil improvement in coastal fisheries and the pulling force and buoyancy generated by tiller operation. The turbulence model used in this study is a realizable $k-{\varepsilon}$. As a results, at a stationary current or a current speed of 1.2 knots, where rotor rotates in a clockwise direction, a typical vortex pair appears near the tip of the rotor except for the edge, and the strength of the vortex pair increases with the number of revolutions of the rotor. The pulling force of the tiller rotating in the counterclockwise direction increases with the number of revolutions. Also, when the current flows at 1.2 knots and the rotor rotates clockwise, the pulling force of the tiller acts on the upstream side irrespective of the number of rotations of the rotor, so that no force is applied. The buoyancy of the tiller acts on the seawater surface if the flow direction inside the rotor is the same as the direction of rotation of the rotor, regardless of the current velocity, otherwise it acts on the seabed.
Color Echo-sounder display signals reflected from underwater objects in eight colors according to the strength of the signal. When the sea bottom is hard due to the presence of rocks, etc, the trailing on the reflection become strong signal and soft to presence of mud, etc the trailing on the reflection become weak signal. Strong signals are displayed in the color range, reddish brown, orange and yellow, in descending order of intensity. Weak signals are displayed in the range blue, light blue, cyan and green, in ascending order of intensity. Image of fish schools at or near the sea bottom vary according to the characteristics of the beam angle setting. When the angle is wide, even fish not near the bottom may be recorded as being on the seabed. A narrow angle should, therefore, be selected when you want to get an accurate recording of fish at or near the sea bottom. The condition of the sea bottom can be determinded more easily when the beam angle is wide and pulse with is long. Though the objects could be verified by the type of reflected signals which have been transformed into digital signals strong middle and weak ones, the experiments have in continue under various condition. Futhermore, the methode of measuring temperature inside the sea ought to be examined.
본 연구에서는 Boussinesq 방정식을 이용하여 유도된 장파를 지배하는 한창의 상미분방정식을 이용하여, 완만히 변하는 일정경사면의 정현파형 지형에서의 Bragg 반사를 해석하였다. 입사파는 위상이 다른 두 단파의 중첩에 의해 생성된 파군을 사용하였다. Bragg 반사 조건에서 해저지형의 경사가 장파의 반사에 미치는 영향에 대하여 검토하였으며, 해저지형의 경사가 클수록 반사는 크게 나타났다. 이는 수심의 감소로 인해 비선형성이 증가하였으며, 이로 인한 파랑의 천수효과로 입사파의 파고가 상승하여, 반사 역시 크게 나타난 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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