• 수산해양기술연구
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• 제50권2호
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• pp.193-201
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• 2014

The sea cage in marine aquaculture might be varied such as on the stability and shape in the open sea by environmental factors. To evaluate the stability of net cage structures in the open sea, the physical and numerical modeling techniques were applied and compared with field observations. This study was carried out to analyse the stability and the volume loss which would have an effect on the fish swimming behavior in the octagonal pillar type fish cage under the open sea. As a results, the volume loss ratio of the fish cage as measured using a depth sensor was indicated a value of the 30.3% under the current velocity (1.1m/s). The fish cage should be consisted of a concrete block with a weight over 10 tons, a mooring rope diameter over 28mm PP, and a shackle of 25mm under the current speed of 1m/sec for reasonable stability.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권3호
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• pp.347-352
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• 2010

원격조정이 불가능한 수중운동체를 제어하기 위해서는 선 유도 제어기술이 효과적으로 사용된다. 스풀에 수십 킬로미터의 길이로 감겨있는 광섬유가 풀릴 때, 수중운동체의 거동과 광섬유의 풀림 속도의 차이에 기인한 큰 장력과 장력 변동이 발생할 수 있다. 이로 인해, 광섬유의 복잡한 거동으로 인한 엉킴 또는 절손의 문제가 발생한다. 그러므로 본 논문에서는 빠른 속도로 풀리는 광섬유의 풀림 동역학 해석을 수행하여 광섬유가 풀리는 동안의 비선형 거동 및 장력, 장력변동을 파악함으로써 설계된 스풀의 풀림 성능을 예측하는 방법을 연구하였다.

• 수산해양기술연구
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• 제58권1호
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• pp.19-31
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• 2022

Damages by jellyfish are occurring frequently around the world. Among them, accidents caused by jellyfish stings are serious enough to cause death. So we designed a jellyfish blocking net and analyzed its stability to prevent sting caused by jellyfish entering the beach. To this end, the dynamic behavior of the jellyfish blocking net according to the current speed (0.25-1.0 m/s) and the net type (50, 100 and 150 mm) on the upper part of the blocking net was modeled using the mass spring model. As a result of simulations for the model, the horizontal tension (horizontal component of the mooring tension) of the mooring line increased with the decrease in the mesh size on the upper part of the blocking net at all current speeds, but exceeded the holding force at high tides faster than 0.5 m/s and exceeded the holding force at all current speeds at low tide. Therefore, the jellyfish blocking nets showed poor stability overall. The depth of the float line had a little difference according to the upper mesh size and increased lineary proportional to the current speed. However, the float line sank too much to block the incoming jellyfish. These analysis results helped us find ways to improve the stability of the jellyfish blocking net, such as adjusting the length of the mooring line and improving the holding power. Therefore, it is expected that this technology will be applied us various underwater structures to discover the weaknesses of the structures and contribute to increasing the stability in the future.

• Geomechanics and Engineering
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• 제33권2호
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• pp.133-140
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• 2023

Soil erosion can cause scouring and failures of underwater structures, therefore, various soil improvement techniques are used to increase the soil erosion resistance. The microbially induced calcium carbonate precipitation (MICP) method is proposed to increase the erosion resistance, however, there are only limited experimental and numerical studies on the use of MICP treatment for improvement of surface erosion resistance. Therefore, this study investigates the improvement in surface erosion resistance of sands by MICP through laboratory experiments and numerical modeling. The surface erosion behaviors of coarse sands with various calcium carbonate contents were first investigated via the erosion function apparatus (EFA). The test results showed that MICP treatment increased the overall erosion resistance, and the contribution of the precipitated calcium carbonate to the erosion resistance and critical shear stress was quantified in relation to the calcium carbonate contents. Further, these surface erosion processes occurring in the EFA test were simulated through the coupled computational fluid dynamics (CFD) and discrete element method (DEM) with the cohesion bonding model to reflect the mineral precipitation effect. The simulation results were compared with the experimental results, and the developed CFD-DEM model with the cohesion bonding model well predicted the critical shear stress of MICP-treated sand. This work demonstrates that the MICP treatment is effective in improving soil erosion resistance, and the coupled CFD-DEM with a bonding model is a useful and promising tool to analyze the soil erosion behavior for MICP-treated sand at a particle scale.

• 수산해양기술연구
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• 제35권2호
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• pp.161-169
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• 1999

본 논문은 개량식 정치망내에 방류한 체장 30 cm의 부시리, Seriola aureovittata의 유영행동 및 탈출행동을 텔레메트리기법으로 추적하고, 그 결과를 기술한 것이다. 압력센서를 내장한 초음파 핑거를 부착시켜 방류한 시험어의 행동은 장기선 방식의 어군행동 원격감시 시스템을 사용하여 추적하였다. 수신점의 수는 3개였고, 초음파 핑거의 3차원 위치는 쌍곡선위치결정법으로 구한 평면좌표 x, y와 압력센서로 관측한 심도 z를 사용하여 구하였다. 실험에서 얻은 결과는 다음과 같다. 1. 시험어는, 방류직후,15 m 깊이까지 급잠하였다가 수면가까이 부상하는 행동을 보였고, 방류직후부터 5분간 측정한 평균 유영속도는 0.87 m/sec를 나타내었다. 2. 시간이 경과함에 따라 시험어의 유영속도는 점차 느려지는 경향을 나타내었고, 방류후 1시간정도 경과한 때부터는 주로 헛통쪽 비탈그물 부근에서 섬도 1～7 m 에 머물면서 탈출을 시도하는 행동을 보였다. 이 시간대의 평균 유영속도는 0.52 m/sec로 나타났다. 3. 양망을 시작하여 25분정도가 경과하기까지는 시험어가 1단계 비탈그물에서 벗어나 2단계 원통쪽으로 도피하면서 1단계 원통그물의 구석까지 빠른 속도로 왕복하는 수평 유영행동을 보였고, 수직적으로는 심도 20 m 까지 하강하였다가 다시 표층으로 부상하는 행동을 나타내었다. 그 이후 시간에는 양망 중임에도 불구하고 다시 1 단계 비탈그물 부근에 머물면서 헛통쪽으로 탈출하고자하는 행동을 나타내었고, 양망 중에 헛통으로 탈출한 것으로 나타났다. 양망 초기의 평균 유영속도는 양망직전의 유영속도에 비하여 38.5 % 증가한 0.72 m/sec (체장의 2.4 배)였으며, 방류 후 1단계 원통을 탈출할 때까지 측정한 평균 유영속도는 0.67 m/sec로 체장대비 2.2배의 빠르기였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제23권2호
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• pp.194-199
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• 2017

오탁방지막이 바닷물 속에 설치되어 있을 때 조류와 파도가 변할 때 움직임과 앵커 파주력을 초과하는 유체력이 작용할 경우의 이동 메카니즘을 질량-스프링법으로 해석하였다. 설치 위치는 전남 진도군 임회면 굴포리 동령개 포구 해역이다. 앵커의 파주력을 초과하는 장력은 0.05 m/s에서는 318초 후에 도달하였고, 0.15 m/s에서는 77초, 0.25 m/s에서는 43초, 0.3 m/s에서는 37초 후에 앵커가 움직이기 시작하여, 조류 속도가 0.01 m/s로 증가함에 따라서 평균 11.2 초 정도, 앵커 이동시작 시간이 단축되고 있었다. 조류만 작용할 때와 파랑이 추가될 때의 차이점은 유속이 느릴 경우, 앵커의 이동이 시작되는 시간의 차이가 7.6 % 정도 발생하였으나, 유속이 빠른 경우는 4.3 % 미만으로 큰 차이가 없이 앵커 이동이 시작되는 것을 알 수 있었다. 조류 속도가 0.13 m/s를 초과하고 파도의 방향이 일치하면 주변의 해저 구조물과의 충돌로 인해 오탁방지막 성능이 정상적으로 작동하지 않을 수 있으니, 오탁방지막을 바다에 설치할 때 해수의 흐름 상황 등을 질량-스프링 방법으로 면밀하게 검토해야 한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제22권1호
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• pp.77-89
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• 2020

수중 부유식 터널은 터널 세그먼트가 부력에 의해 수중에 부유하도록 하는 터널의 한 유형으로, 최근 활발히 연구되고 있다. 수중터널이 지면에 연결되면 수중터널과 지반 내부의 지중터널이 연결되어야 하는데, 두 터널의 서로 다른 구속조건과 거동 특성에 의해 두 터널의 연결부위에 응력이 집중될 가능성이 매우 높다. 따라서 연결부 주변의 안정성을 보장하기 위해 특별한 설계 및 시공 방법을 적용해야 한다. 그러나 연결부 안정성에 대한 기존 연구가 충분히 수행되지 않아서 기본적인 단계의 연결부 안정성 검토에 대한 연구가 필요하다. 이 연구에서는 수중터널과 지중터널의 연결부를 수치해석을 통해 모사하여 연결부 주변 지반에서 전단 변형 집중이 발생하는 것을 확인하였고, 시공 시 처리할 수 있는 구조적 인자가 연결부 주변 지반의 안정성 확보에 어떠한 영향을 가지는지에 대해 분석하였다. 수치해석 결과는 두 종류의 터널이 가지는 변위의 불균형으로 인한 위험이 그라우팅 재료 및 조인트 자유도 구성을 통해 완화될 수 있음을 보였다. 이 연구에서 도출된 결과는 비록 수치해석을 통한 정성적인 결과이지만, 향후 연구에서 수중터널과 지중터널의 연결의 설계 시 주요하게 고려해야 하는 구조적 인자 및 위험 지역을 판단하는 것에 기여할 것이라 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권6호
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• pp.955-967
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• 2016

대륙 및 섬을 연결하는 교통 시설로써 지금까지 해상에 놓이는 교량과 해저 지반에 건설되는 해저 터널 그리고 내륙에서 건설하여 해저지반 위에 안착시킨 침매 터널이 사용되어 왔다. 해중 터널 구조물은 계류선을 이용하여 터널 본체를 특정 깊이 내로 잠수시킨 시설로써 아직 실제 건설 사례는 없지만, 해저 터널에 비해 건설 기간이 짧고 비용이 적게 든다는 장점이 있다. 해중 터널 본체 및 계류선의 합리적인 설계를 위해서는 무엇보다도 해중 터널 구조물의 합리적인 구조 해석이 선행되어야 한다. 일반적인 육상 교통 시설물과 달리 해중 터널은 변동성이 큰 환경 하중에 큰 영향을 받을 뿐 만 아니라 물 안에 잠수식으로 떠있다는 구조적인 특징이 있어서 그 해석이 까다로울 수 있다. 본 연구는 해중 터널 시스템의 합리적인 전체계 동적 구조 해석 기법의 제안을 목표로 한다. 이를 위하여 일반적인 구조물 해석에 널리 쓰이는 ABAQUS를 이용하여 KIOST (2013)에서 연구한 터널 모델을 각 환경 조건에 대한 동적 거동을 분석하였고, 이를 실험 결과와 비교하여 해석 기법의 타당성을 분석하였다. 또한 이 연구에서는 계류선의 배치형식, 터널의 흘수가 해중 터널 동적 거동에 미치는 영향을 분석하였고, 불규칙 파랑에 대한 특성 역시 분석하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권8호
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• pp.579-585
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• 2019

수중 표적의 탐지 효율을 증대시키기 위하여 능동 예인 음탐기는 적정 심도에서 바른 자세로 예인 되어야 한다. 본 연구에서는 능동 예인 음탐기의 꼬리 날개 형상이 예인 자세 및 예인 안정성에 미치는 영향을 확인하기 위하여 축소 모형 실험 2회 및 해상 실험 1회를 수행하고 그 결과를 분석하였다. 축소 모형 실험은 선형 수조에서 꼬리 날개 형상에 따른 속력 별 예인 거동을 측정하였으며, 축소 모형 실험에 활용된 꼬리 날개 형상은 I 형 꼬리 날개 1개와 Y 형 꼬리 날개 4개로 총 2종 5개에 대하여 실험을 수행하였다. 1차 축소 모형 실험에서는 Y형 꼬리 날개가 I 형 꼬리 날개 대비 예인 자세 및 예인 안정성이 우수함을 확인하였다. 2차 축소 모형 실험에서는 Y형 꼬리 날개를 기본으로 수직 꼬리 날개 높이 증가, 하부 수평 꼬리 날개 경사각 적용 형상에 대하여 속력 별 거동 특성을 확인하였으며, 하부 수평 꼬리 날개 경사각 적용 형상이 가장 우수한 성능을 나타내었다. 축소 모형 실험 결과를 검증하기 위해 실물 모형을 제작하여 해상 실험을 수행하였으며, 축소 모형 실험 결과와 유사함을 확인하였다.

• 생태와환경
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• 제45권4호
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• pp.482-489
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• 2012

어류는 수체 내에 서식하기 때문에 시각적으로 행동이나 이동을 연구하는 데에는 어려움이 있다. 원격측정방식 중 하나인 수중음향측정 방식(acoustic telemetry)은 수생 생물 특히, 어류에 효과적으로 적용되는 방식으로 이동경로 및 거리, 패턴의 분석에 효과적이다. 본 연구에서는 국내에 서식하는 잉어과 어류인 눈불개를 대상으로 하여 수중음향측정방식을 적용, 서식처범위(home range)와 이동패턴에 대한 모니터링을 시행하였다. 연구는 금강 하구둑부터 백제보까지의 약 70 km 구간을 대상으로 총 9 개체의 눈불개를 하구둑(Sc1-3)과 백제보(Sc4-9)에서 각각 방류하여 모니터링을 진행하였다. 하구둑에서 방류한 개체들은 방류지점으로부터 12.7 km 상류지점까지를 서식처 범위로 하여 이동하는 패턴을 나타냈고, 백제보에서 방류한 개체들은 가장 하류까지 이동한 Sc6 (방류지점에서 직선거리로 53.4 km 하류까지 이동)을 제외하고 대부분 방류지점에서 7.2 km 하류 지역을 서식처 범위로 이용하고 있었다. 상대적으로 크기가 작은 Sc7, 8, 9 개체는 큰 이동을 보이지 않았다. 눈불개의 총 이동거리는 개체의 체장의 크기와 관련이 있는 것으로 나타났고($r_s$=0.715, p=0.03), 또한 이동 개체와 이동하지 않은 개체 비교 시 이동 개체들의 체장이 통계적으로 유의하게 큰 것으로 확인되었다(Mann-Whitney U test, p=0.024). 따라서 눈불개의 이동 범위는 크기와 관련이 있고, 체장이 커질수록 총 이동거리가 늘어나는 것으로 나타났다. 비록 모니터링 개체수가 많지 않았지만 대상종의 이동과 관련된 의미 있는 자료들의 수집이 가능하였으며, 연구방식이 전반적으로 국내의 다양한 어류에 안정적으로 적용이 가능하기 때문에 향후 어류의 이동을 모니터링을 하는데 있어서 활용가치가 높을 것으로 판단되었다.