본 연구는 한국 남해 연안에서 하계에 상습적으로 발생하는 유해적조생물의 발생과 이동과 확산에 관하여 파악하는 것이다. 먼저 3차원 해수유동모델을 이용하여 4대 분조(M₂, S₂, K₁, O₁)의 조류 및 조석잔차류를 파악했다. 또한 조석의 효과, 수온·염분, 바람 효과 및 쓰시마 난류를 고려한 잔차류를 계산하였다.

원전이 위치한 동해 월성 연안역 주변에서 오염물 이동·확산에 대한 수치 모사를 수행하였다. 월성 연안역의 유속장 재현을 위한 해수유동 수치모형 실험은 EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code) 모델을 사용하여 조위 시계열 검증 및 조화분석을 통한 검증을 실시한 결과 양호한 재현성을 나타내었다. 월성 주변해역의 유속장 산정 결과 창조류시에는 남향, 낙조류 시에는 북향으로 진행되는 결과를 알 수 있었다. 또한 국립수산과학원에서 관측한 수온, 염분의 자료를 이용하여 수치모델을 통한 계산값과 관측값을 비교한 결과 양호한 재현성을 나타내었다. 계산된 해수유동자료와 수온, 염분의 결과를 이용하여 오염물질의 확산특성을 해석하였다.

한국 연안에서 해수 유동모델과 입자 추적자 모델을 사용하여 대구 자치어의 이동을 파악하였다. 산란지역인 진해만, 영일만 및 강릉 앞바다에서 산란한 대구 자치어가 주변해역의 조류, 수온 및 염분, TWC(Tsushima Warm Current)에 어떻게 작용하는가를 살펴보았다. 조석잔차류는 동해연안을 따라 남향하고 이 흐름이 부산-쓰시마 북쪽해역에서 일본 연안쪽으로 흐르 는 흐름이 우세하게 나타났다. 조석잔차류에 TWC의 고려한 흐름은 남해 서쪽과 동쪽의 경계역에서 유입하여 서수도의 쓰시마 연안을 거쳐 북동쪽의 흐름과 동수도로 유입하는 흐름이 부산과 일본 서쪽에서 합류하여 일본 연안으로 북상하여 나타났다. 진해만의 산란지점에서, 조석잔차류에 의한 대구 자치어의 이동은 동해쪽으로의 이동은 작게 나타나고 남해쪽으로의 이동이 우 점하였다. 그러나 TWC의 영향을 고려한 자치어의 이동은 서수도를 지나 일본 연안으로 이동하여 나타났다.

오염된 퇴적물은 연안의 생태계 파괴에 근본적인 원인이 되고 있음에 따라, 선진 외국에서는 1960년대부터 이러한 문제 해결을 위한 새로울 기술개발을 진행하여 오고 있다. 본 연구에서는 유기퇴적물 수거를 위한 시스템 설계 및 개발에 있어서 오탁확산에 의한 2차 오염을 방지하거나 최소화 할 수 있는 Pilot 규모 형태의 흡입식 펌프 준설 시스템을 설계 제작하였으며, 시스템의 성능시험을 통한 적용 가능성을 제시하였다. 시스템 최적화를 위하여 수치해석기법을 통한 퇴적물 수거 시스템의 형상에 대한 성능평가를 수행하고, 제작 시스템의 성능시험에 있어서는 시스템의 정지 상태와 이동 상태에서의 퇴적물 수거 성능에 대한 실험을 수행하였다. 본 연구를 통하여 해저 유기퇴적물의 상부만을 준설할 수 있는 시스템의 개발 가능성을 확인하였다.

1999년 6월 한국 남동 연안역의 울산과 감포 앞바다에 출현한 용승에 의한 냉수출현현상을 3차원 진단 수치모델을 이용하여 조사하였다. 수치실험에 의한 냉수출현은 바람 영향으로 인하여 울산-감포 앞바다의 수심 50-100m 층에서 발생한 상승류의 효과로 나타났다. 이러한 용승현상은 인접한 부산, 울산 및 감포에서 관측한 바람의 2배인 5.0/m/sec 크기의 바람을 모델에 적용했을 때 발생했다. 따라서 용승현상과 같은 특이한 해양현상을 규명하기 위해서는 육지에서 관측한 자료가 아닌 그 해역에 적절한 바람자료를 이용해야 한다.

동일 운전 조건에서 폴리이서술폰 중공사 분리막을 이용하여 혼합 기체로부터 이산화탄소 분리 실험과 수치해석으로 얻어진 결과를 비교하였다. 순수한 기체의 투과도로부터 구한 이상 선택도를 활용한 예측값과 실험값이 많은 차이 가 있음을 확인할 수 있었다. 그러나 이산화탄소 투과도와 선택도를 혼합 기체 분리 실험 결과로부터 구한 후 공급 이산화탄소 몰 분율, 공급 압력과 투과측 압력의 함수로서 투과도와 선택도를 얻을 경우 수치해석 예측값과 실험값이 잘 일치하는 것을 확인하였다.

An estimation of the headline height of a bottom trammel net set across under uniform current was achieved numerically from a differential equations describing the forces of the net and compared with the measured value in a flume tank experiment. The analysis on the shape of the bottom trammel net with the headline free was based on the equilibrium equation of the bottom gill net which was modified and slack of the trammel net was varied with net depth as shown in the tank experiment. The differential equations were solved by a forth-order Runge-Kutta method. The estimated headline heights with varied slack was found to be closer than that with constant slack when compared with the actual values.

본 연구에서는 복사전달모델을 통하여 9.7μm오존 흡수대에 미치는 오존 및 열적(i.e., 지표 온도) 효과를 각각 조사하였다. 또한 오존주의보가 수도권 지역(37.2-37.7 N, 125.7-127.2 E)에 발령되었던 2003년 4일에 대한 위성(MODIS Aqua; ECT 13:30) 및 지상 오존(79개 관측소)의 동시 관측 자료를 기초로 지상 오존에 대한 원격탐사 방법을 제시하였다. 여기서 구름 효과를 제거하고 오존 연직 분포를 분석하기 위하여 종관기상 자료도 사용하였다. 주어진 오존 농도(327~391 DU)에 대하여 산출된 9.6μm에서의 상향 복사휘도는 표면온도 Ts = 290 K에서 5.52~5.78Wm-2sr-1, 그리고 Ts = 325 K에서는 9.00~9,57Wm-2sr-1이었다. 따라서 오존 흡수 세기(i.e., 11μm와 9.7μm 밝기온도 간의 차; T11-9.7)를 이용한 오존 원격탐사 시에 세기 변화에 대한 순수한 오존 효과는0.26Wm-2sr-1/64 DU, 그리고 열적 효과는 0.31Wm-2sr-1/35 K이었다. 본 연구에서는 흡수 세기와 지상 관측 간에 유의적인 상관을 보이는 경우에 대하여 적외선 위성 관측에서 지상 오존을 원격탐사하는 경험식을 유도하였다. 유도된 지상 오존 농도와 관측값과의 상관은 49~63%로 유의수준 1%에서 유의미하였다. 경험식을 개선하기 위하여는 지상 오존 대신에 대류권 오존 자료를 사용하고, 성층권 오존 변화도 고려하는 후속 연구가 요구된다.

한반도 서남부해역은 하계 양자강의 유출에 의해 저염분 현상이 발생한다. 중국 대통(Datong)에서 지난 65년(1922­1986)간 장기관측한 자료에 의하면 매년 양자강 유출량은 일정하지 않으며, 최대 유출량은 최소유출량의 2배 이상이 됨을 보여주고 있다. 따라서 양자강의 유출량을 달리하여 저염확산을 수치모델로 연구하고자 하였다. 수치모델은 POM(Princeton Ocean Model)을 사용하였다. POM은 연직적으로 Σ­좌표계를 사용하는 3차원 해양순환모델이다. 모델 수행 후 연구해역내 대륙사면에서 유속이 강하게 나타났다. 또한 제주도 서쪽을 통해 북상하여 황해중앙부로 들어가는 흐름이 있으며, 대륙연안을 따라 남하하는 흐름이 있음을 알 수 있다. 양자강 유출량을 부여한 후 수행한 모델의 결과를 보면 양자강 유출량이 많을수록 저염분역이 제주도에 가깝게 나타남을 알 수 있다.

강관이 매설되어 있는 폐쇄형 시스템에서 동결된 화강토의 온도분포에 관한 수치해석 및 실험적 연구가 수행되었다. 실험을 통해 측정된 부동수분량의 온도상관식을 제시하였으며, Lachenbruch의 열전도율 식을 사용하여 열전도율 측정값을 비교분석하였다. 원형 단면 강관이 매설된 모형토조의 동결챔버를 제작하여 동결토의 온도를 측정하고 유한요소 수치해석을 수행하여 실험 결과와 비교하였다. 수치해석시 동결된 화강토의 잠열효과가 고려되었다.

관측지점의 위치를 살펴보면 해안으로부터 수영은 약 5m정도이고 해운대는 약 1km정도 떨어져 있다. 하지만 해운대에서의 해풍시작시간이 수영보다 빨리 나타난다. 따라서 국지순환모형인 LCM을 이용하여 수영과 해운대에서 해풍시작시간에 대한 지형의 효과를 수치모의 하였다. 이러한 현상은 야간의 복사냉각에 의해 형성된 흐름에 의한 것으로 분석되었는데, 도심지를 둘러싸고 있는 고지대의 경사면을 따라서 수렴된 공기가 가장 저지대인 수영지역으로 흘러가기 때문에 나타난 것으로 이러한 현상은 일출 후에도 나타난다. AWS자료를 분석한 결과, 수영에서 해운대에 비해 약 3배정도 강한 강풍현상이 나타났는데, 이는 수영지역이 야간공기의 유출구이기 때문이다. 이를 통해 지형조건이 해풍의 시작에 중요한 역할을 한다는 것을 알 수 있었다.

멤브레인 여과 실험에서 얻어진 데이터 처리에 간단한 수치해석을 적용하여 삼투압(osmotic pressure) 과 구배확산계수(gradient diffusion coefficient)를 도출하는 새로운 방법론을 제시하였다. 삼투압과 구배확산계수는 이론 및 실험적으로 쉽게 구할 수 없는 물리적 특성치로서 멤브레인 여과의 특성 규명에 중요하다. 모델 라텍스 콜로이드의 여과시간에 따른 투과플럭스(permeate flux) 값과 이에 대한 수치적분과 수치미분 데이터로부터 분산된 입자농도의 함수인 삼투압 관계식을 구했다. 이로부터 계산된 열역학적 계수(thermodynamic coefficient)는 입자농도가 증가할수록 감소하는 거동을 보였고, 여기에 기존에 제시되어 있는 수력학적 계수(hydrodynamic coefficient)를 도입하여 구배확산계수를 산출하였다. 아울러, 본 연구에서 계산된 입자농도에 따른 구배확산계수의 결과와 동일한 멤브레인과 라텍스 콜로이드의 여과에 대해서 기존에 통계역학적 시뮬레이션으로 예측한 결과를 비교하였다.

해상의 축양장에서 초음파 핑거를 부착한 참돔의 유영행동을 원격계측 시스템으로 추적한 현장실험의 관측결과로부터 수치 모델의 파라메터를 최소자승법으로 추정한 결과와 정규난수를 이용한 시뮬레이션에 의해 각 개체의 추정위치의 시계열 데이터를 구하여 유영궤적, 유영속도, 유영깊이, 축양교의 벽과 개체 사이의 근접거리, 개체 상호간의 최근접거리 등의 유영특성을 나타내는 지표에 대해 현장보험에 의한 결과와 시뮬레이션에 의한 결과를 비교한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 초음파 핑거를 부착한 참돔을 방류하여 120분 동안의 유영행동을 추적한 현장보험에 의한 유류궤적은 고류 후 30분이 경과한 때에는 축양권의 중심 부근으로 이동하고, 주로 축양노의 좌하 모퉁이와 우상 모퉁이의 대각선 방향으로 분포하는 경향을 나타내었으며, 시뮬레이션에 의한 유영궤적도 이와 유사한 경향을 나타내었다. 2. 현장보험의 결과로부터 계산된 어군의 평균 유영속도는 39.2 cm/sec (1.4BL cm/sec)였으며, 시뮬레이션에 의한 평균 유영속도는 44.4 cm/sec (1.6BL cm/sec)로서 보험에 의 한 결과와 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 3. 현장보험에서 계측된 어군의 평균 유영 깊이는 238 cm였으며, 시뮬레이션에 의한 결과는 248 cm로서 큰 차이가 없었다. 4. 현장보험에서 구한 축양노의 벽과 개체 사이의 평균 근접거리는 132 cm였으며, 시뮬레이션에 의한 결과는 129cm로서 비슷한 것으로 나타났다. 5. 현장보험에 의한 개체 상호간의 평균 최근접 거리는 83 cm였으나, 시뮬레이션에 의한 결과는 61cm로서 다소 차이가 있는 것으로 나타났다.

We calculated the residual current forced by buoyancy, wind stress, and tidal stress in the Chinhae Bay using a three-dimensional diagnostic model. The calculated current was also compared with the observation. The flow directs outward from the central area of the Bay in the upper layer, and also forms eddy-shape stucture in the upper and middle layers. The flow of bottom layer shows an opposite pattern compared to those of top and middle layers. The maximum speed was 6.05 em/see (September) and 3.49 cm/sec (November) in the upper layer, and 4.39 cm/sec on both month in the middle layer. The Kinetic energy of November (8.39xlO' W) was larger than that of September (1.24xlO 'W), mainly resulting from larger buoyancy effect in September. In spite of the roughness of the grid size(1 km) and wind date, the calculated flow shows eorrelation(r=0.71) with the observation. We expect that the correlation be increased by increased by adopting the fine grid and the variable coefficients of diffusion and viscosity.

대부분의 선체 및 해양구조물은 용접을 통해서 만들어지며 이러한 구조물들은 항상 변화되는 하중에 노출된다. 본 논문에서는 T형 용접이음부의 응력집중과 피로특성규명을 위하여 수치해석적 방법을 통한 연구결과를 실험결과와 비교 검토하였다. 특히 필렛용접, 완전 용입용접, 부분 용입용접부의 특성을 응력집중과 피로강도면에서 연구하여ㅛ으며 이를 위한 파라메터로는 불 용입부의 길이, 각장의 크기 및 형태, 삽입판의 각도등을 채택하였다. 최적의 용접을 위하여 각 파라메터의 선정을 효과적으로 할 수 있도록 응력 및 피로수명분표, S-N선도를 정리하엿으며 필렛용접이 용입용접을 대신하여 사용될 수 있는 근거를 제시하였다. 본 연구결과는 실제 현장에서 구조의 용접이음부 형태 선정에 지침이 될 수 있다.

Using a numerical model, the tidal phenomena in the Korea Straits were studied. The co-tidal and co-range charts of the main four tidal components of M2, S2, K1 and O1, were made. The tidal range for M2 tide in the southern coast is more than 200cm, and as going to the Japan Sea it abruptly decreased to only few centimeters around the amphidromic point which locates at the southern part of the Japan Sea. And the overall features of the other tides are similar to the M2 tide. Each calculated charts were relatively coincided with those of observed tide by Ogura(1933). For storm surge, the typhoon Thelma in July, 1987, was modelled. The water level by the pressure and wind under the elimination of the tidal effects shows the anti-clockwise rotation and the valid concentric contour around the typhoon center. As the typhoon approaches to the Japan Sea the water level of the eastern coast of Korea is smaller than that of the southern coast which has over 50㎝surge due to the shallow depth. The entire features of water level were comparatively coincident with the observed.

The circulation of the Yellow Sea and the East China Sea is simulated by means of the two layer numerical model with bottom topography: The circulation inside the Yellow Sea is mostly affected by the Kuroshio Current in the case without the wind stress exerting on the surface. The main current is trapped along the continental slope by the characteristics of geostrophy. The second strong current region is appeared from the southern coast of the Ghina to the Korea Straits, which is characterized the western boundary current. The circulation inside the Yellow Sea is rotated in clockwise direction even though its magnitude is negligibly small compare with the other current, for example, the tidal residual current.