• 대한토목학회논문집
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• 제36권4호
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• pp.627-635
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• 2016

최근 해양 및 항만지역의 매립을 통하여 주거공간, 산업단지, 농업용지 등의 부지를 확보하는 공사가 다수 진행되고 있다. 해상 매립공사에서 매립 재료의 물량산정은 공사 원가를 결정하는 중요한 요소이다. 그러나 흐름조건을 고려한 정량적 유실률 산정에 관한 국내 연구는 부족한 실정이며, 주로 현장여건하에서 매립토 재료적 특성 및 종류에 따른 경험적 방법에 의존하고 있다. 본 연구에서는 수리실험을 통하여 기존의 연구와는 달리 흐름조건과 재료의 특성을 고려하여 유실률을 평가하였다. 5가지 유입 흐름 조건과 비중이 다른 일반모래와 안트라사이트 두 가지 재료를 이용하여, 직사각형 수로($13.0m{\times}5.0m{\times}0.10m$)에 원형 호안을 설치하여 수리실험을 수행하였다. 두 가지 재료 모두 입경 Froude number가 증가함에 따라 유실률이 증가하는 경향을 보였다. 또한, 접근유속(u)이 각 재료의 한계유속($u_c$)보다 높을 때, 일반모래는 7.4%, 안트라사이트는 24.4%로 유실률이 급격히 증가하는 것으로 나타났다. 향후 보다 세밀한 유입조건에 따른 유실률을 산정한다면 보다 정밀한 유실량 산정이 가능할 것이다.

• 한국가스학회지
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• 제24권5호
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• pp.56-64
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• 2020

해양 가스전의 다양한 생산환경에서 PVCap의 하이드레이트 억제 성능을 평가하고자 PVCap 농도, 과냉각 온도, 염수 농도, MEG 혼합 농도 변화에 따라 하이드레이트 지연시간을 측정하였다. 이를 위해 고압의 하이드레이트 반응 실험 장치를 제작하였으며, 하이드레이트 평형 조건 및 지연시간 측정결과를 선행 실험과 비교함으로써 실험장치의 신뢰성에 대한 타당성을 검증하였다. 과냉각 온도 6.1, 9.2, 12.1℃조건에서 PVCap 농도 0.1~1 wt%의 억제 성능을 분석한 결과, 과냉각 온도가 증가함에 따라 PVCap으로 인한 지연시간이 감소하였다. 염수 농도가 3 wt%에서 7 wt%까지 증가하였을 때, PVCap 폴리머 체인의 구조 저하가 발생하여 PVCap 0.5 wt% 조건에서 최대 78%까지 지연시간이 감소하였다. MEG 10 wt%와 PVCap을 혼합한 HHI(hybrid hydrate inhibitor)의 경우, 아억제(under-inhibition) 영향으로 PVCap 1 wt%에 비해 지연시간의 변화가 크지 않았으나, MEG 20 wt%인 HHI에서는 하이드레이트 억제 효율이 1.7배 증가하였다.

• 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.

• 한국해양학회지:바다
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• 제19권2호
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• pp.147-154
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• 2014

해양 환경에서 세균은 다양한 생지화학적 순환에 있어서 중요한 역할을 수행하고 있으며, 그들의 다양성에 대한 정보는 생태계에서 세균의 생지화학적 기능을 이해하는데 중요하다. 본 연구는 $CO_2$ 해양지중저장의 후보지인 동해 남부해역의 표층 퇴적물과 퇴적물 위의 저층 해수에서 최신 연구 기법인 pyrosequencing을 통하여 세균의 계절적 다양성을 분석함으로써, 동해 퇴적물 세균상의 특성을 이해하고자 하였다. 퇴적물에서는 대부분의 시기에 Gammaproteobacteria가 우점한 반면, 저층 해수에서는 Alphaproteobacteria가 우점하여 두 서식처에서 세균의 다양성은 큰 차이를 보였다. 또한 속 수준의 다양성 분석에서도 저층 해수에서는 대부분의 시기에 SAR11 그룹에 속하는 Pelagibacter가 가장 우점한 반면, 퇴적물 시료에서는 Gammaproteobacteria에 속하는 미동정 속이 가장 우점하였다. 그러나 두 서식처 모두에서 5% 이상의 점유율을 보인 속의 수는 10 속 미만으로 소수였으며, 낮은 점유율을 갖는 많은 종류의 세균들이 군집 내에 공존하는 공통적인 특성이 나타났다. 본 연구의 세균 다양성 연구는 동해 저층 해수 및 퇴적물의 세균 다양성에 대한 특성의 이해와 더불어 $CO_2$ 해양지중저장 사업의 진행에 따른 세균의 다양성 및 기능 변화에 대한 사전 자료 및 해역이용영향평가 배경 자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.521-527
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• 2020

해양구조물에서 점성효과를 고려하여 항력에 기인한 평균 점성 표류력를 구하는 것은 최근까지 잘 고려되지 않았던 설계 요소이다. 특히 저주파 영역에서 파랑과 조류를 모두 고려한 수직 실린더에 작용하는 평균 점성 표류력에 대해 계산하는 것이 가장 중요하다. 따라서 본 연구에서는 파랑과 조류를 고려한 고정된 수직 실린더 구조물에 작용하는 평균 점성 표류력에 대해 해석적 수식 해를 도출하는 과정을 구체적으로 제시하였다. 실린더의 수면 위로 나온 부분을 Splash Zone, 수면 아래의 잠긴 부분을 Submerged Zone으로 구분하였다. 파랑이 존재하는 경우는 Splash Zone에서만 고려되고, 파랑과 조류를 포함한 경우는 Splash Zone과 Submerged Zone 모두에서 각각 식을 구하였다. Splash Zone 및 Submerged Zone에서 모두 상당한 점성 효과로 기인한 표류력이 발생한다. 따라서 본 연구에서 도출한 해석적 해를 통해 주어진 설계 변수들에 의한 평균 점성 표류력을 계산할 수 있으며, 각각의 Case에 해당하는 표류력의 크기가 구체적인 물리적인 범위 내에서 주도적인 영향을 끼치는지 판단할 수 있는 이론적 근거를 제시할 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.71-76
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• 2017

선박 및 해양구조물 설계에 있어 롤댐핑에 관한 문제는 유체점성과 현상자체의 비선형성으로 인해 공학자들에게 있어 난제로 남아있다. 본 연구에서는 강제동요방법을 이용하여 원형실린더의 점성 롤감쇠에 관한 연구를 수행하였다. 토크 센서를 이용하여 강제동요 시 발생하는 롤모멘트(roll moment)를 강제동요 주기별로 계측하였고 이를 실험식(empirical formula)과 비교 검토 하였다. 점성에 의한 전단력으로부터 계측된 토크의 크기가 상대적으로 작은 값임에도 불구하고 실험식으로부터 얻어진 계산값들과 정성적으로 유사한 결과를 보였고, 일부 주기에서는 정량적으로도 잘 일치하는 결과를 보였다. 또한, PIV 계측기법을 통해 원형실린더 벽면주위의 유동을 면밀히 관찰하였으며, 유체점성으로 인해 원형실린더 벽면근처에서 경계층이 형성되고 자유수면에서 원형실린더의 주기적인 강제회전동요로 인해 미소한 크기의 파가 생성(wave making)됨을 PIV 계측결과의 분석을 통해 확인하였다. 본 연구에서는 점성 롤감쇠로 인한 실험식의 적합성을 모형시험을 통해 확인하였고, PIV 계측기법을 통해 벽면주위의 유체점성으로 인한 조파현상을 입증하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권1호
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• pp.49-60
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• 2017

부유식 구조물의 계류선의 설계는 강도뿐만 아니라 피로수명 측면에서도 검토가 반드시 요구된다. 일반적으로 계류선의 피로 설계에는 동적 응력을 야기하는 하중이 지배적인 영향을 미치게 된다. 즉, 파랑이 주요 설계 하중으로 고려가 된다. 본 연구에서는 불규칙 파랑에 대한 해중 터널 계류선의 피로 손상 특성에 대해 분석한다. 시간 이력 유체-구조 동역학 해석을 통해 특정 환경 하중에 대한 해중터널의 동적 운동 및 계류선에 발생하는 장력과 응력을 계산하고, Rainflow 집계법 및 Palmgren-Miner의 법칙 그리고 DNV 기준에서 제시하는 해양구조물 설계를 위한 S-N 곡선을 고려하여 단기 피로 손상을 추정한다. 해중 터널의 계류 형식과 유사한 계류 형식을 갖는 인장각 플랫폼의 텐던 설계를 참고하여 100년 재현 주기 파랑이 48시간 지속되는 조건을 가정하여 이 환경 하중에 의한 피로 손상도를 추정한다. 본 해석 절차를 따르며, 함체의 흘수와 계류선의 간격 및 초기 기울임 각도가 피로 손상도에 미치는 영향을 분석한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권1호
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• pp.118-122
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• 2016

Froude(Fr) 수의 상사성을 통해 문풀의 크기와 유동 속도를 결정할 경우 축척비에 따라 문풀 내부 유동에 대한 Reynolds(Re) 수가 크게 달라진다. 즉 같은 Fr 수를 갖는다 할지라도 축척비에 따라 문풀 내부 유동 특성이 달라질 수 있음을 의미한다. 본 연구에서는 같은 Fr 수로 상사되었을 때 축척비가 문풀 내부 유동 특성에 미치는 영향을 분석하기 위해 2차원 수치 해석을 수행하였다. 문풀의 크기가 작을 때 문풀에 작용하는 힘은 매우 주기적인 특성을 보이는 반면 문풀의 크기가 커질수록 주기가 일정하지 않은 교란 특성을 보이기 때문에 과도 응답과 통계적 정상 상태의 응답을 구분하기 어려워진다. 주파수 특성에 있어서도 축척비의 제곱근에 반비례하여 나타나는 주파수 특성($f_{0.5}{\approx}{\sqrt{2}}f_1{\approx}2f_{2.0}$)은 Fr 수의 상사성에 따른 유동 특성으로 볼 수 있으나, 문풀의 크기가 클 때 매우 낮은 주파수($f_{2.0}=0.07$)로 문풀 내부에서 매우 강한 와가 발생하는데 이는 축척비에 따른 영향이다.

• 자원환경지질
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• 제39권4호
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• pp.441-450
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• 2006

우리나라에서 최초로 육상탄성파탐사를 실시한 것은 1960년대 중반이다. 탄성파탐사와 관련된 최초의 보고저가 나온 것은 국립지질조사소의 김종수박사 등이 1964년 포항지역의 석유부존 가능성을 조사하기 위하여 수행한 반사법 탄성파탐사와 서울대학교의 현병구교수가 탄광의 갱도 주벽의 상태를 조사하기 위하여 실시한 굴절법탐사이다. 이후, 국립지질조사소 기본연구계획의 일환으로 경상계 퇴적분지의 층후 및 지질구조 조사를 위한 굴절법탐사가 실시되었다. 1970년대 들어서는 지하수조사, 광물자원탐사, 땅굴조사, 원자력 발전소 지반조사 등 탐사의 대상과 목적이 다양해졌으며, 1978년에는 CDP기법을 이용한 반사법탐사가 경상분지 지역에서 처음으로 실시되었다. 이후, 육상 탄성파탐사는 토목건설 분야에서 지반조사를 위한 굴절법탐사를 위주로 이루어지다가, 1990년대 들어서서 고해상반사법탐사와 탄성파토모그래피 및 다양한 시추공 탄성파탐사가 시도되었다. 이와 함께 응용분야도 단층대나 조간대와 같은 특정 지역에 대한 학술적 목적의 연구와 더불어 고속도로, 철도, 댐 건설 등 각종 토목엔지니어링, 지열과 광물 자원탐사, 매립지나 해수침투 지역 등의 환경영향 조사, 문화재 안전관리를 위한 고고학에의 응용 등 다양한 분야로 확대되었다. 2002년에는 한반도를 가로지르는 측선 상에서 지각규모의 탄성파탐사가 이루어져 육상탄성파탐사 연구의 새 장을 열게 되었다. 그 동안 우리나라 대륙붕과 해외 유전지역에서의 활발한 석유탐사를 통하여 이룩한 탐사기술의 자립화와 자료 처리를 위한 소프트웨어 부분에서 이룩한 기술적 발전은 앞으로 육상탄성파탐사의 활성화에도 크게 기여할 것으로 기대된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권3호
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• pp.341-348
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• 2016

기존의 항만구조물은 사용연수가 증가함에 따라 노후화가 진행되고 있으며 바닷물의 침식 등에 의한 콘크리트 염해 등으로 인해 내구성이 저하되고 있다. 더불어 수출입 증가에 따른 항만시설의 확충과 해상구조물의 수요가 있을 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 항만구조물을 비롯한 수중 콘크리트 구조물의 효율적인 유지관리를 위해 수중화된 슈미트해머와 초음파센서의 현장 실험결과를 통해 수중 비파괴검사 장비의 현장 적용성을 검증하고, 수심별 강도 추정식을 도출하였다. 다중회귀분석을 통해 도출된 복합 강도 추정식은 수심에 대한 보정이 이루어져 있어 추후 수중에서의 활용성이 매우 높을 것으로 기대된다. 또한, 향후 활발히 개발되고 있는 수중 ROV에 본 연구에서 수중화한 슈미트해머와 초음파센서를 탑재시켜 수중 콘크리트 구조물의 진단에 활용한다면 신뢰도 높은 수중 콘크리트 구조물의 상태진단과 자동화를 통한 상시감시를 이루어 온라인상으로도 모니터링이 가능한 유비쿼터스 개념의 통합된 비파괴검사 시스템 구축이 가능할 것으로 판단된다.