• 한국해양공학회지
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• 제24권2호
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• pp.10-17
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• 2010

Conventionally, because it is difficult to control a ship in shallow water and because attempting to do so creates unwanted environmental effects, maneuvering ships in the harbor area for berthing is usually done with the assistance of tugboats. In this paper, we propose a new method for berthing ships automatically by using bow and stern thrusters. Specifically, a steering motion model of a ship is considered, and parameters in the equation are evaluated by the system identification technique. An optimal controller based on observations was designed from the linearization of the non-linear ship motion in the horizontal plane. It is used to reduce the uncertainty about the ship's dynamics and reduce measurement requirements. The performance of the controller was also analyzed for its robustness relative to avoiding disturbing the environment due to winds, currents, and wave-drift forces. Experiments were conducted to estimate the potential for identifying result and the design of the controller. Specifically, in this paper, the system modeling and tracking control approach are discussed based on a two-degree-of-freedom (2DOF) servo-system design.

• Journal of Ship and Ocean Technology
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• 제11권1호
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• pp.36-46
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• 2007

The maintenance of a ship is essential for safe navigation and hence regular surveys are prescribed according to the rule of classification societies. A hull inspection is generally performed by professional divers, but it takes a long time and the efficiency is low in terms of time and cost. In this research, a ROV(Remotely Operated Vehicle) named as SNU-ROV(Seoul National University-ROV) is developed to replace the conventional inspection method. In this system, the ROV is intended to be used for inspecting ship and harbor because harbor inspection is merging as a safety measure against any possible terror actions. In order to increase the efficiency of inspection, the ROV must be able to measure the exact position of damages. SNU-ROV has a positioning system based on LBL(Long Base Line). In shallow water such as harbor, however, LBL has bad DOP(Dilution of Precision) in the depth direction due to the limited depth. Thus LBL only can not locate the exact depth position. To solve the DOP problem, a pressure sensor is introduced to LBL and a complementary filter is attached by using indirect feedback Kalman filter. Thus developed positioning system is verified by simulation and experiment in towing tank.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제13권1호
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• pp.43-51
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• 2008

광릉 수문연구부지 내 원두부 소유역에서 천부 관측정 G1, G4를 대상으로 2006년 2월부터 10월까지 5분 간격으로 관측한 지하수위 변동자료에 대한 주기적 변동원인과 그 영향을 분석하였다. 지하수위는 일주기의 반복성을 보이며, 겨울에서 여름으로 갈수록 변동폭이 증가하였다. 지하수위 관측 자료의 파워스펙트럼 분석 결과, 24.38시간의 일주기 성분과 12.19시간의 반일주기 성분이 나타나며, 이는 각각 지구 조석 성분 중 $P_1$ 분조와 $L_2$ 분조에 근접하다. 일주기 성분은 겨울에 비해 여름에 더 큰 power를 나타내어 지하수위가 조석 뿐 아니라 증발산에 의한 영향까지 함께 받고 있음을 보여준다. 또한 강우 직후의 지하수위 자료에서는 일주기 성분이 감소하는 현상 역시 일주기 성분에 증발산이 큰 영향을 미치고 있음을 지시한다. 조석과 증발산에 의한 지하수위 변동은 일주기 성분이 $0.4{\sim}4.2$ cm, 반일주기 성분은 $0.2{\sim}0.7$ cm 정도의 영향을 미친다.

• 한국농공학회논문집
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• 제51권4호
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• pp.57-66
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• 2009

수학적 모델은 수량과 수질의 예측을 위해 현장 조사의 대안으로 사용되어지며 이러한 모델의 사용과 실측에 불확실성이 존재하게 된다. 불확실성에 대한 많은 연구들이 진행되어 왔으나 시나리오에 의한 모델링 과정에서 발생하는 불확실성에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 산림이 농경지와 목초지로의 변화에 따른 시나리오를 설계한 후 시나리오 적용에 따른 SWAT (Soil and Water Assessment Tool) 매개변수의 불확실성을 분석하고자 하였다. 몬테카를로 기법 (Monte Carlo simulation)을 이용하여 각 매개변수별 1,000개의 난수를 발생하였으며 앙상블 유량모의 기법을 이용하여 미국 Alabama주 카하바강 상류 (50,967ha)를 대상으로 각 난수별 100개의 유량을 통해 불확실성을 분석하였다. 분석 결과 산림지역이 농경지와 목초지로 변화 되었을 때 유출량이 증가하는 것으로 분석되었으며, 임야가 목초지 보다 농경지로 변화되었을 때 유출량은 더욱 증가하는 것으로 나타났다. 각 시나리오별 SWAT 매개변수의 불확실성은 AWC (Available water capacity), CN (Curve number), GWREVAP (groundwater re-evaporation coeffeicient), REVAPMN (minimum depth of water in shallow aquifer for re-evaporation to occur)순으로 크게 나타났으며, Ksat (Saturated hydraulic conductivity)와 ESCO(Soil evaporation compensation factor)는 유출량의 변화에 큰 영향을 미치지 못하는 것으로 분석되었다. 토지피복별 산림 면적이 클 경우 불확실성이 크게 나타나 산림이 목초지와 농경지로 변함에 따라 불확실성은 감소하는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권6호
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• pp.1259-1267
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• 2015

우리나라에서는 기존에 경험하지 못한 농촌의 지하수 개발문제가 새로운 도전으로 대두되고 있다. 이른바 수막재배(Water Curtain Cultivation : WCC)라 불리우는 동절기 농업활동이 주된 이슈이다. 본 연구에서는 대상지역인 충북 청원군 수막재배지역내 충적대수층의 물수지를 검증하기 위해 3차원 유한차분모형인 MODFLOW를 구축하였다. 세계적인 추세인 학제간 융합방식을 현장규모에 맞게 도입한 지하수 모델링을 수행하였고, 특히 정밀한 지하수 함양량의 입력을 위해 SWAT모형을 이용한 소유역 지하수 함양량을 계산하였으며 양질의 현장자료를 기반으로 모형의 신뢰성을 확보하기 위한 검보정이 진행되었다. 본 연구의 목표는 하천의 보와 배수 시스템과 같은 인위적인 경계조건하에서 지하수 양수가 진행될 때 하천과 대수층의 다양한 상호작용을 모의하는 것이다. 또한 부지내의 누적 물수지의 계절변화를 분석함으로써 지하수 고갈과 회복량을 정량화할 수 있었다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2002년도 정기총회 및 제4회 특별심포지움
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• pp.24-45
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• 2002

고해상 천부 해저 탄성파탐사 기술은 지난 수십년간 자원, 엔지니어링 탐사 및 지질 조사에 활용되어 왔다. 다중채널 탐사법이 지하구조를 파악하는데 매우 효과적임에도 불구하고 천부 해저탐사에는 간편성과 경제성 때문에 단일채널 아날로그 방식이 더 많이 사용되어 왔다. 본 연구에서는 경제적으로 탐사자료의 품질을 향상시키기 위하여 소형 에어건, 6채널 스트리머와 PC기반 시스템을 이용하여, 고해상 탐사자료를 디지털로 취득하고 이를 자료 처리하여 탄성파 단면도를 제작하였다 이러한 시험 자료취득은 지난 수년간 다른 목적의 연구와 병행하여 포항근해, 황해 그리고 경기만에서 수행되었다. 취득된 자료에 기본적인 자료처리가 적용되었는데 그 과정에는 이득회수, 디콘볼루션, 필터링, 동보정, 정보정, 공통 중간점 분류와 중합이 포함되었다. 자료처리된 단면도들의 예를 아날로그 기록과 비교하여 나타내었다. 자료처리 후 디지털 단면기록의 해상도는 크게 향상되었다. 취득 및 처리 결과는 소형 에어건, 6채널 스트리머와 PC기반 시스템을 이용한 고해상 천부 해저 탄성파탐사가 정밀한 지하구조 파악에 효과적임을 보여준다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.212-219
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• 2017

As an environmental pollution and global warming due to an excessive carbon emission are intensified, the importance of renewable energy is in rise today. TCP (Tidal Current Power), one of the renewable energy sources, generates electricity by converting kinetic energy of current into rotational energy of turbine. Also the TCP has a great advantages of predictability and reliability. Because the generating power is proportional to cubic of stream velocity, amplifying current speed by applying duct is highly effective to increase the generating power. SPM (Single Point Mooring) can be applied for the weather vane with various current direction and also augments generating power of the system. In addition, simple installation and retrieval could be a merit of SPM system. By combining duct and SPM, TCP system for relatively low-speed-current and shallow water region can be feasible and economical. In this study, single point moored duct-type TCP system was designed and the motion of submerged structure was investigated in both numerical and experimental method. DNV wadam V4.8-1 and OrcaFlex 10.0a were used for the frequency and time domain motion analysis of system respectively. Duct model scaled by 0.05 of Froude conformity ratio and CWC (Circulate Water Channel) are used for experiment.

• 한국수자원학회논문집
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• 제44권7호
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• pp.511-522
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• 2011

적응적 메쉬세분화기법과 분할격자기법을 적용한 2차원 천수방정식모형을 활용하여 구조물을 고려한 극한 홍수 실험을 모의하였다. 본 연구에 사용된모형은 두 격자생성 기법을함께 사용함으로서 복잡한 경계를보다 적은 격자로 효율적으로 표현하는 것이 가능하며, 동적 적응 메쉬세분화기법을 사용하여 흐름이 빠르게 변하는 영역에서 정확도를 유지하면서도 효율적으로 계산하는 것이 가능하다. HLLC 리만근사해법과 MUSCL 기법을 적용하여 시공간상에서 2차정도를 유지하며, 댐붕괴파와 같은 불연속적인 흐름을 정확하게 모의할 수 있다. 모형의 검증을 위해 IMPACT 프로젝트에서 수행한 도시지역 극한홍수실험을 모의하였다. 실험결과와 모의결과가 양호하게 일치하는 것을 확인하였으며, 천이류 현상과 함께 구조물에 의한 홍수파 전달 양상이 의미있는 수준으로 모의된 것을 확인하였다. 또한 분할격자기법의 사용으로 모델의 격자 민감도가 향상되었다. 본 모델은 댐붕괴와 같이 내수침수현상이 지배적이지 않은 도시범람을 모의하는데 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Ship and Ocean Technology
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• 제5권2호
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• pp.50-61
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• 2001

In this paper, nonlinear interactions between water waves and a horizontally submerged circular cylinder are numerically simulated. In this case, the nonlinear interactions between them generated a wave breaking phenomenon. The wave breaking phenomenon plays an important role in the wave farce. Negative drifting forces are raised at shallow submerged cylinders under waves because of the wave breaking phenomenon. For the numerical simulation, a finite difference method based on the unsteady incompressible Navier-Stokes equations and the continuity equation is adopted in the rectangular grid system. The free surface is simulated with a computational simulation method of two-layer flow by using marker density. The results are compared with some existing computational and experimental results.

• 한국해양공학회지
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• 제17권6호
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• pp.7-15
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• 2003

A Digital Wave Tank simulation technique, based on a finite-difference method and a modified marker-and-cell (MAC) algorithm, is applied in order to investigate the characteristics of nonlinear Tsunami propagations and their interactions with a 2D sloping beach, Ohkushiri Island, and to predict maximum wove run-up around the island. The Navier-Stokes (NS) and continuity equation are governed in the computational domain, and the boundary values are updated at each time step, by a finite-difference time-marching scheme in the frame of the rectangular coordinate system. The fully nonlinear, kinematic, free-surface condition is satisfied by the modified marker-density function technique. The near shore Tsunami is assumed to be a solitary wave, and is generated from the numerical wave-maker in the developed Digital Wave Tank. The simulation results are compared with the experiments and other numerical methods, based on the shallow-water wave theory.