본 연구는 선박해양플랜트연구소(KRISO) 빙해수조에서 사용되는 모형빙의 물리적 특성을 체계적으로 분석하고, 차세대 빙 해수조용 모형빙 선정에 필요한 기초 자료를 제공하기 위해 수행되었다. 현재 KRISO에서는 PG/EG/AD 조성의 합성빙을 사용하고 있으 며, 본 연구에서는 콜드룸 실험을 통해 다양한 화학 조성비를 적용하여 합성빙과 염수빙을 제작하였다. 실험을 통해 굽힘강도, 압축강 도, 탄성계수, 탄성계수/굽힘강도 비, 압축강도/굽힘강도 비 등 모형빙의 주요 물리적 특성을 계측하고, 이를 기반으로 모형빙의 상사 특성을 평가하였다. 그 결과, PG/AD를 첨가한 합성빙은 기존의 PG/EG/AD 조성과 유사한 물리적 특성을 보였으며, 1.6% 염분 농도의 염수빙이 PG/AD 합성빙과 가장 유사한 특성을 나타냈다. 반면, 3% 이상의 고농도 염수빙은 강도 및 탄성계수가 급격히 저하되어 모형 빙으로서 부적합한 것으로 확인되었다. 본 연구는 해빙의 역학적 거동과 유사한 물리적 특성을 가지는 모형빙 구현을 위해, 1.6% 염 수빙을 기준으로 한 후속 실험이 필요함을 제안한다.

This study was conducted to systematically analyze the physical properties of model ice used in the ice tank at the Korea Research Institute of Ships & Ocean Engineering (KRISO), thereby providing foundational data for selecting next-generation model ice formulations. Currently, the KRISO ice tank utilizes synthetic model ice composed of propylen glycol / ethylene glycol / Aliphatic Detergent (PG/EG/AD). In this study, various chemical compositions were applied to produce both synthetic and saline model ice in a controlled cold room environment. Key physical properties, including flexural strength, compressive strength, elastic modulus, elastic modulus-to-flexural strength ratio, and compressive-to-flexural strength ratio were measured and evaluated in accordance with the International Towing Tank Conference (ITTC) recommended procedures for model ice characterization. The results indicate that synthetic ice with PG/AD additives demonstrate mechanical behavior comparable to that of the PG/EG/AD model ice currently used at KRISO. Among the saline ice samples, the 1.6% NaCl mixture exhibited the closest physical similarity to PG/AD synthetic ice, satisfying critical model ice similitude parameters. Conversely, saline ice with concentrations above 3% showed a significant decrease in both strength and stiffness, rendering it unsuitable for model testing. The study suggests that further experiments focusing on 1.6% saline ice are essential, as this formulation most closely replicates the mechanical characteristics of natural sea ice. Such efforts will contribute to improving the fidelity of physical modeling in ice tanks and align with ITTC standards for simulating level ice and complex ice environments.

요 약
Abstract
1. 서 론
2. 합성빙과 염수빙의 특성
    2.1 혼합 화학물질 특성
3. 모형빙 생성방법
    3.1 모형빙 생성용 간이 수조
    3.2 모형빙 생성 조건 및 공정
4. 모형빙 특성 계측 방법
    4.1 굽힘강도 시험 방법
    4.2 압축강도 시험(Uniaxial Compression Test)
    4.3 탄성계수 시험(Elastic Modulus Test)
5. 모형빙 특성 계측 결과
    5.1 굽힘강도 계측 결과
    5.2 압축강도 계측 결과
    5.3 탄성계수 계측 결과
    5.4 탄성계수/굽힘강도 비
6. 결 론
후 기
References

• 박호용(한국해양과학기술원 부설 선박해양플랜트연구소 지능형선박연구본부 선임기술원) | Hoyong Park (Senior Engineer, Korea Research Institute of Ships and Ocean Engineering, Advanced-Intelligent Ship Research Division) Corresponding author
• 장진호(한국해양과학기술원 부설 선박해양플랜트연구소 지능형선박연구본부 책임기술원) | Jinho Jang (Principal Engineer, Korea Research Institute of Ships and Ocean Engineering, Advanced-Intelligent Ship Research Division)
• 김철희(한국해양과학기술원 부설 선박해양플랜트연구소 지능형선박연구본부 선임기술원) | Cheolhee Kim (Senior Engineer, Korea Research Institute of Ships and Ocean Engineering, Advanced-Intelligent Ship Research Division)