• 제목/요약/키워드: tidal and sub-tidal current

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복합재료를 적용한 1MW급 조류 발전 터빈 블레이드의 설계와 구조 안전성 평가 (Design and Structural Safety Evaluation of 1MW Class Tidal Current Turbine Blade applied Composite Materials)

  • 정해창;최민선;양창조
    • 해양환경안전학회지
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    • 제28권7호
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    • pp.1222-1230
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    • 2022
  • 로터 블레이드는 조류발전 터빈의 매우 중요한 구성 요소로서, 해수의 높은 밀도로 인해 큰 추력(Trust force)와 하중(Load)의 영향을 받는다. 따라서 블레이드의 형상 및 구조 설계를 통한 성능과 복합소재를 적용한 블레이드의 구조적 안전성을 반드시 확보해야 한다. 본 연구에서는 블레이드 설계 기법인 BEM(Blade Element Momentum) 이론을 이용해 1MW급 대형 터빈 블레이드를 설계하였으며, 터빈 블레이드의 재료는 강화섬유 중의 하나인 GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastics)를 기본으로 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics)를 샌드위치 구조에 적용해 블레이드 단면을 적층(Lay-up)하였다. 또한 유동의 변화에 따른 구조적 안전성을 평가하기 위해 유체-구조 연성해석(Fluid-Structure Interactive Analysis, FSI) 기법을 이용한 선형적 탄성범위 안의 정적 하중해석을 수행하였으며, 블레이드의 팁 변형량, 변형률, 파손지수를 분석해 구조적 안전성을 평가하였다. 결과적으로, CFRP가 적용된 Model-B의 경우 팁 변형량과 블레이드의 중량을 감소시켰으며, 파손지수 IRF(Inverse Reserce Factor)가 Model-A의 3.0*Vr를 제외한 모든 하중 영역에서 1.0 이하를 지시해 안전성을 확보할 수 있었다. 향후 블레이드의 재료변경과 적층 패턴의 재설계뿐 아니라 다양한 파손이론을 적용해 구조건전성을 평가할 예정이다.

해산 이매패류 패각의 CaCO3 결정 구조에 대한 X-ray 회절 분석 (Analysis of CaCO3 structure of marine bivalves using X-ray diffraction)

  • 남기웅;이승우;송재희;정희도;박경일
    • 한국패류학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.279-283
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    • 2015
  • 본 연구는 해산 이매패 8종에 대해 패각 결정 (結晶)에 대한 분광학적 특성을 XRD 기법을 이용하여 조사하고 종간 근연관계에 대해 기존의 조사와 비교하였다. XRD분석을 수행한 결과, 바지락, 백합, 꼬막, 새조개의 패각은 $CaCO_3$의 orthorhombic 결정형인 aragonite였으며, 가리비와 굴의 패각은 trigonal-rhombohedral 결정형인 calcite였다. 담치와 키조개의 경우 aragonite와 calcite가 혼합된 결정으로 분석되었다. XRD를 이용하여 측정된 패각의 x-선 회절정보는 패류별 특이성을 나타내었으며, 이러한 특성을 이용한 과 (Family) 간 근연관계를 조사한 결과 현재 알려진 분류체계를 잘 대변하고 있었다. 결론적으로 패각 결정 (結晶)에 대한 분광학적 특성은 조사된 패류의 과 (Family) 수준에서 특이성을 잘 나타내며, 향후 종수준의 연구를 통한 종 동정을 위한 추가 연구가 필요함을 시사하였다. 또한 이러한 기술은 소량의 패각을 이용하므로 미확인 소량 절편의 패류 종 파악에 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

1983년 춘계 제주해협의 해황과 해류 (Hydrography and Sub-tidal Current in the Cheju Strait in Spring, 1983)

  • 장경일;김구;이석우;심태보
    • 한국해양학회지
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    • 제30권3호
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    • pp.203-215
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    • 1995
  • 1983년 4월과 5월에 걸쳐 제주해협에서 부표와 해류계를 이용한 해류관측과 함께 2회에 걸쳐 수온-염분관측을 실시하였다. 관측자료로부터 고온, 고염인 흑조 의 한 지류가 제주도 서쪽을 돌아 제주해협으로 유입됨을 명확히 보였다. 제주도 서쪽을 우회하는 해류는 제주도 서쪽에서는 그 폭이 약 60 km이며 제주 해협내 에서는 20∼30 km 이내에 존재하여 제주도 서쪽에서는 5 cm/s 미만으로 유속이 작은 반면에 제주해협의 서쪽입구와 해협 내에서는 10 cm/s 이상의 큰 유속을 갖는다. 제주해협의 동쪽에는 역시 흑조로부터 기원된 대마난류의 영향이 인지 되었다. 난류수와 연안수 사이에 형성되는 수온, 염분전선의 변화는 제주 해협의 서쪽에서 황해연안수가 남하함을 제시하였다. 난류수역에서는 5월에 수온이 상승 한 반면에 다른 해역에서는 수온이 감소하였다. 5월에 제주해협 중앙부에서는 해 협의 서쪽으로부터 저온, 저염의 해수가 유입되어 4월에 비해 수온과 염분이 급격 히 감소하였다.

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조석이 큰 해역에서의 해안과정과 항만퇴적의 변화 (Variation of Beach Processes and Harbor Sedimentation in an Area of Large Tide)

  • 신승호;이중우
    • 한국항만학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.57-74
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    • 2001
  • In the past, the predictions of beach processes and harbor sedimentation were mainly relied on the hydraulic model tests and empirical methods. In recent years, however, as computers have come into wide use, more accurate models have gradually been developed and thus replaced those conventional methods. For prediction of topographical change near the coastal area, we need informations of wave and current conditions in the numerical model which should be calculated in advance. Numerical model introduced in this study combines wave refraction-diffraction, breaking, bottom friction, lateral mixing, and critical shear stress and three sub-models for simulating waves, currents, and bottom change were briefly discussed. Simulations of beach processes and harbor sedimentation were also described at the coast neighboring Bangpo Harbor, Anmyundo, Chungnam, where the area has suffered accumulation of drifting sand in a small fishing harbor with a wide tidal range. We also made model test for the new layout of the harbor and planned south breakwater for preventing intrusion of sand. Although the model study gave reasonable description of beach processes and harbor sedimentation mechanism, it is necessary to collect lots of field observation data, including waves, tides and bottom materials, etc. for better prediction.

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SBP를 이용한 해저 천부에 유실된 사석의 조사 (Mapping of the lost riprap in shallow marine sediments using SBP)

  • 신성렬;김찬수;여은민;김영준;하희상
    • 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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    • 한국마린엔지니어링학회 2005년도 후기학술대회논문집
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    • pp.220-221
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    • 2005
  • Sub-bottom profiler(SBP) has been used extensively for the mapping of basement in the foundation design of offshore structure, for pre- and post-dredging operations within harbors and channels, for selection of pipeline routes, sitting of drilling platforms, and in the exploration for an aggregates such as sands and gravels. During the construction of Siwha embankment for irrigation water and the expansion of arable land, the breaking of an embankment unfortunately occurred so that a lot of riprap was swept away and widely dispersed by the tide and strong current. The feasibility study for the construction of the tidal-powered electric plant in Siwha embankment was performed quite recently. Therefore we made use of SBP survey to investigate the distribution of the lost riprap. We could successfully map out the distribution of the lost riprap from the reflection amplitude characteristics of the sediments in SBP data set. We demonstrated the variation of reflection amplitude versus the sediments with and/or without riprap by means of the numerical modeling of acoustic wave equation using finite difference method. Also we examined an amplitude anomaly of the ripraped area through the physical modeling using ultrasonic.

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낙동강 하구역 진우도와 신자도 전면의 최근 지형 변화: 2007년-2012년 (Recent Morphological Changes off the Shoreface of Jinwoodo and Sinjado in the Nakdong River Estuary: 2007-2012)

  • 박진구;김부근;이희준;이상룡
    • Ocean and Polar Research
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    • 제36권2호
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    • pp.87-101
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    • 2014
  • Recently, more attention has been paid to the geomorphological changes in the Nakdong River Estuary, because those changes are caused by artificial activities including weirs, reclamation and construction. In order to analyze quantitatively the recent geomorphological variability in the Nakdong River Estuary, we surveyed the depth and elevation of submarine topography near Jinwoodo and Sinjado from March 2007 to February 2012. A statistical method (based on Digital Shoreline Analysis System) and an Empirical Orthogonal Functions method were used to evaluate the morphological changes. According to the statistical variables (DCE, NDC, EPR, LRR), the highest amount and rate of accumulation were recorded around the Gadeokdo whereas the greatest amount of erosion appeared around the coast off the eastern part of Sinjado. In particular, a dynamic variation of morphology was clearly observed in the vicinity of the sub-tidal channel located between Jinwoodo and Sinjado, which seems to be attributable to channel migration. As a result of the EOF method, the first mode (48.7%) is most closely related to the pattern of morphological variability that might be associated with the westerly movement of sediment by longshore current. The spatial variability of the second mode (16.6%) was high in the shoreface of Sinjado, showing a 4-year periodicity of temporal variability. The strong correlation (coefficient 0.73) between the time coefficient and suspended sediment discharge from Nakdong River emphasizes the role of sediment discharge to deposition in this area. The spatial variability of the third mode (11.3%) was distributed mainly around the coast off the eastern part of Sinjado, which is related to the movement of the coastline of Sinjado. Based on the last 5 year's data, our results suggest that the study area is characterized on the whole by a depositional pattern, but the extent of sedimentation is different locally.

동해안 블루카본 자원의 가치와 활용방안 (Blue Carbon Resources in the East Sea of Korea and Their Values and Potential Applications)

  • 윤호성;도정미;전병희;여희태;장형석;양희욱;서호성;홍지원
    • 생명과학회지
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    • 제32권7호
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    • pp.578-587
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    • 2022
  • 우리나라는 세계 7위의 온실가스 배출국가로서 국제적으로 배출량 규제가 강화됨에 따라 국가 온실가스 감축 목표를 상향하였고 이로 인해 산업계를 포함한 사회 전반적인 탄소 감축의 노력이 절실한 상황이다. 기후변화 완화 또는 적응 계획의 중요 이행 수단으로 연안과 해양생태계를 자연기반 해법(nature-based solutions, NbS)으로 활용 가능하게 되면서 최근 블루카본(blue carbon) 생태계가 주목받고 있다. 블루카본은 대기 중 이산화탄소가 광합성작용을 통해 맹그로브, 염습지 및 해초류와 같은 연안 생태계나 해조류와 미세조류와 같은 해양생태계에 의해 바이오매스로 흡수된 뒤 퇴적되어 장기간 저장되는 탄소를 의미한다. 현재 기후변화에 관한 정부 간 협의체(IPCC, Intergovernmental Panel on Climate Change)에서 현재 공식적으로 인정하고 있는 블루카본 생태계는 맹그로브, 염습지, 해초지 3가지뿐이다. 하지만, 최근 해조류, 미세조류, 산호초, 비식생 갯벌 등 다양한 새로운 블루카본 흡수원들이 가진 높은 이산화탄소 격리 및 저장 능력에 대해 새로운 연구 결과들이 지속적으로 학계에 보고되고 있어, 이들 신규 블루카본 후보군들의 온실가스 흡수량 산정에 관련된 과학적 입증을 통해 IPCC 국제 인증의 가능성이 점차 높아지고 있다. 본 총설에서 동해안이 보유하고 있는 블루카본 흡수원인 해조류, 해초지 및 비식생 갯벌의 현황과 잠재적 가치에 대해 논하고자 한다. 본 논문을 통해 동해는 해조류 자원을 NbS로 활용하는 것이 가장 효과적인 것으로 확인되었다. 또한, 동해안이 보유한 신규 블루카본 흡수원이 이른 시일 내에 IPCC 국제 인증을 받을 수 있도록 연구개발의 방향성과 활용방안을 제안하고자 한다.

시화호 및 주변해역의 수질 특성 (Characteristics of Water Quality In the Shihwa Lake and Outer Sea)

  • 장정익;한인섭;김경태;나공태
    • 해양환경안전학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.105-121
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    • 2011
  • 본 연구에서는 시화호의 수질 관리 정책 연구를 위한 최근의 수질 자료 확보를 목적으로 2010년에 시화호 내 외측 해역에서 수질 조사를 수행하였다. 시화호 표층수 수질항목들의 수평적 농도분포는 하천을 통한 담수 유업과 배수갑문을 통한 외해수 유입의 영향으로 인하여 반윌 및 시화 산단 얀근 상류지역에서는 높고 배수갑문으로 갈수록 낮아지는 경향을 나타냈다. 시화호 외해에서는 TN 및 TP가 소래포구에 가까운 곳에서 높은 농도를 나타내었으며, 전체적으로 시화호 내해보다는 상대적으로 낮은 농도를 나타내었다. 시화호 내측의 경우, 여름철 성층 형성 및 저층의 활발한 유기물 분해로 빈산소층이 발달되고 있었다. 수질항목들의 수직적 농도분포의 경우, 용존영양염, TN 및 TP는 표층보다 저층에서 높았지만, COD, 클로로필-a 및 POC는 이와 반대로 저층보다 표층에서 높은 분포를 나타냈다. 시화호 표층수에서 염분은 용존영양염과 양호한 음의 상관성을 보여 담수 기원의 영양염 공급이 확인되었고, 이에 의한 식물플랑크톤의 대증식으로 COD 및 POC가 높게 나타났다.

선체 부식 및 손상 부재를 고려한 침몰선박의 구조 안전성 평가에 관한 연구 - 제7 해성호를 중심으로 - (Structural Safety Assessment of a Sunken Ship Considering Hull Corrosion and Damaged Members - Focus on the Sunken Ship 'No. 7 HaeSung' -)

  • 이승현;김원돈;서재준
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.332-340
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    • 2016
  • 침몰선박은 선체 내에 적재되어 있는 잔존연료 및 유해 화물 등의 유출로 인하여 주변 환경과 선박의 안전 항해에 피해 요인으로 작용할 수 있다. 대부분의 침몰선박은 해저에 침수된 상태로 비교적 안정적인 상태로 놓여있지만 선체 자중, 화물창의 잔존화물에 의한 하중과 해저면과의 접촉상태, 조류 및 해류 등의 영향으로 침몰선박 잔존연료 유출에 영향을 줄 수 있다. 침몰선박은 침몰 이후 부식이 진행되어 선체 구조부재의 두께가 지속적으로 감소하고 있는 상황이다. 따라서 침몰선박의 붕괴 가능성에 대한 구조안전성 평가가 필요하며 그 결과는 침몰선박의 위해도 평가요소 중 '유출가능성' 평가 항목에 반영되어야 한다. 본 연구에서는 침몰선박의 구조 안전성 평가 방법에 대한 단계별 절차를 제시하고, 집중관리대상 침몰선박으로 분류된 '제7해성호'를 대상으로 선체구조의 붕괴 가능성을 추정하기 위한 구조 안전성 평가 방안을 제시한다. 침몰 당시 선체 손상 상태와 침몰 이후 선체구조 부재의 부식량 추정을 바탕으로 대상 침몰선박의 선체구조 붕괴 가능성을 산정한 결과, 현 상태에서는 전체적인 선체구조 붕괴가 일어날 가능성이 낮은 편으로 추정되지만, 향후 시간에 따른 부식량 증가로 인한 선체구조 붕괴가 일어날 가능성은 다소 높은 것으로 판단된다. 따라서 부식 및 해양환경 변화가 침몰선체 구조 안전성에 미치는 영향 등의 연구는 지속적으로 수행 되어져야 할 것으로 사료된다.