선박 및 수중구조물의 고속, 대형화 및 요구조건 강화의 추세에 따라 유동소음 예측기술의 중요성이 강조되고 있다. 항공, 철도 등의 공력소음 분야에서는 음향상사법을 이용하여 순음 및 광대역 유동소음에 대해 활발히 연구되고 있는 반면 조선해양분야에서는 수중추진기의 날개주파수소음에 대해서만 일부 고려되고 있다. 본 논문에서는 날개면 형상의 주요 유동소음발생 메커니즘 뒷날소음을 고려 가능한 FW-H Formulation 1B를 이용하여 수중추진기 및 선저부가물의 기초요소인 수중익에 대해 광대역소음 예측기법을 연구하였다. 기존의 FW-H Formulation 1B는 공기 중의 압력상관관계 모델에 기반하여 구성되어 있어 매질에 대한 일반성 및 정확도의 한계를 가지므로 수중환경에 대해 일반성을 가지는 벽면변동압력 모델로 확장하는 방법론을 제시하였다. 공기 중 날개면의 소음계측결과와 비교해 벽면변 동압력 모델을 이용할 경우 기존모델의 해석결과 대비 5 dB 이내의 오차로 정확도 관점에서의 유용성을 확인할 수 있었으며 전산유체역 학과 벽면변동압력을 이용한 수중환경의 광대역소음해석 절차를 확립하고 수중익의 광대역소음 예측을 수행하였다.

수중에서 빠른 속도로 운동하는 물체 주변에서 감압이 발생하며, 이로 인해 공동 핵이 팽창함으로써 캐비테이션이 발생한다. 캐비테이션이 발생하게 되면 소음 및 진동이 증가하며, 추진기의 경우 추진 성능이 저해되는 악영향을 초래하기 때문에 이에 대한 예측이 필요하다. 본 연구에서는, 캐비테이션 발생으로 인한 공동소음의 해석절차를 정립하고, 타원형 날개에 적용하였다. 먼저 전산유체역학 해석을 수행하여, 날개 형상 주위 유동장 정보를 도출하였다. 공동 핵 밀도 함수를 활용하여, 핵의 초기 반경 별로 개수를 계산하였고 이들을 압력 강하가 큰 날개 끝 전류에 랜덤하게 배치하였다. 이후 공동소음 해석을 위해 각각의 핵에 대하여 Lagrangian 관점에서 버블 다이나믹스를 활용하였고, 계산된 공동의 거동으로부터 소음해석을 수행하였다. 공동소음은 광대역 소음의 특성을 가지는 것을 확인하였으며, 최종적으로 선박해양플랜트연구소(KRISO)의 대형캐비테이션터널(LCT)에서 수행된 실험 계측결과와의 비교를 통해 검증을 수행하였다.

함정에 있어서 레이더반사면적은 함정의 생존성과 직결되는 요소로써, 이에 대한 감소설계가 필요하다. 함정의 RCS에 영향을 주는 요소로써, 상부구조물, 함포, 레이더 등이 있다. 레이더의 경우 그 형상이 복잡하여 RCS 감소설계가 어려운 실정이다. 본 논문에서는 레이더의 RCS를 줄이기 위한 최신 기법 중의 하나인 폐위형 마스트에 대해 살펴보고 폐위형 마스트에 적용되는 주파수 선택 표면 (Frequency Selected Surface: FSS)의 특성을 파악하였다. FSS의 형상에 따른 가용 가능한 주파수에 대해 일반적인 레이더와 폐위형 마스트의 RCS 비교를 통해 폐위형 마스트의 RCS 감소 성능을 확인하였고, 해석 고각별, 구조물의 경사별 RCS 해석을 통해 특성을 파악하였다. 일반 적인 레이더의 경우 복잡한 형상으로 인하여 높은 RCS 값을 갖는 반면 폐위형 마스트의 경우 단순한 형상으로 인해 낮은 RCS 값을 갖는 것을 확인하였다.

해상국립공원지역의 생태계 기반 관리체계를 만드는데 도움이 되기 위해서 국립공원 연구 1호(국립공원관리공단, 147 ton)를 이용하여 한려해상국립공원과 다도해해상국립 공원의 유·무인도서 및 특정도서에 대해서 육상조사, 수중 조사와 해저지형을 조사하여 육상 및 해상, 해중을 연계한 종합생태지도를 제작하였다. 해중생태지도 제작을 위해서 육상 및 해상 좌표계를 통일하였으며, 조사 격자 범위에서 생태지도의 주요 생물상 분포를 분석한 다음에 ArcGIS 프 로그램을 이용하여 생태지도를 제작하였다. 수치표고모형 (DEM, Digital Elevation Model)을 작성하기 위해서 고도 와 수심자료를 이용하여 불규칙삼각망(TIN)을 작성하고 육 상 등고선과 해양 등수심선에 대해서 각각의 TIN을 만들어 DEM을 작성 후, 지형을 분석하였다. 위성 및 항공영상의 배경합성은 육상과 해상의 고도와 수심 자료로 만든 DEM 의 항공사진과 해저면 스캔영상을 따로 모자이크하고 합성 하였다. 해저지형 분석은 ArcScene을 실행한 후, 따로 만든 항공 및 해저 이미지에 DEM을 기저고도(Base Height)로 설정한 다음, 지형 분석에 이용하였다. 제작된 3차원 이미지 는 0.25m격자의 해상도를 갖고 있는 항공영상과 해저면의 Side Scan Sonar 이미지를 이용하였으며, 육상과 해양을 통합하여 3 차원 구현이 되도록 수행하였다. 촬영된 항공영 상과 해저면 영상에 대해서 현장 검증을 수행하기 위해서 육상 현장조사과 식생조사, 수중조사와 해양생물 분석 자료 를 반영하여 해저와 육상 지형 분포도를 작성하였다. 본 조사 결과를 이용하여 작성된 육상 및 해양 생태지도는 서 식지와 생태계의 종합적인 관리지도를 작성하는 기초단계 로서 기후변화와 생물다양성을 고려한 종합적인 관리지도 로 발전시키고 향후, 외적인 환경변화를 추가함으로서 해양 자원관리와 생물보전 방안을 마련하는데 활용해야 될 것이 다.

해상국립공원 내 분포하는 다수의 도서는 해양생물다양 성 측면에서 매우 높은 가치를 가지고 있기 때문에 생태학 적 기반의 관리 방안을 마련하여 보전해야 하는 중요한 도 서이다. 본 연구는 해상국립공원 내 서식지를 기반으로 한 해양생태계 관리와 활용방안을 마련하고자 국립공원연구1 호(국립공원관리공단, 147 ton)를 이용하여 2012년 계절별 로 4회 조사를 수행하였다. 해양생태계 기본조사는 한려해 상국립공원 동부해역의 해양환경(CTD, 수질, 퇴적물)과 해 양생물(동·식물플랑크톤, 해조류, 저서무척추동물, 어류)에 대한 시·공간 분포특성을 조사하였다. 유·무인도서 및 특정 도서 정밀 조사는 한려해상국립공원 주변에 있는 6개(경남 홍도, 북여도, 어유도, 갈도, 세존도) 도서와 다도해 해상국 립공원의 백도에 대해서 스쿠버 다이빙(SCUBA Diving)으 로 수중생물 분포조사를 수행하였다. 그리고 사이드스캔소 나(Side Scan Sonar)를 이용해 해저지형도를 작성하여 서식 지 기반 수중생태계 지도를 작성하였다. 한려해상국립공원 동부지역 거제도 외해의 대한해협 부근에서 고온고염의 대 마난류(對馬暖流)의 유입이 확인되었으며, 다양한 해양생 물이 출현하여 생물다양성이 높은 것으로 확인되었다. 동· 식물플랑크톤의 분포는 해상공원구역 내에서 높게 나타났 으며, 해류의 계절적 분포와 비교적 잘 일치하였다. 한려해 상국립공원의 홍도와 다도해해상국립공원의 백도에는 멸 종위기종인 나팔고둥, 둔한진총산호, 유착나무돌산호, 검붉 은수지맨드라미, 해송 등이 다수 발견되어 주변의 다른 도 서와 비교했을 때, 해양생물의 다양성에 차이를 보였다. 특 히, 홍도와 백도에서 기후변화 난류성 지표종인 옥덩굴(해 조류)과 빨강불가사리의 출현은 기후변화(수온상승)로 남 해안의 생물종 분포가 변화하고 있는 것으로 추정된다. 본 조사의 중요 결과는 한려해상국립공원의 해양생태계를 이 해하고, 해양생물 서식지를 기반으로 하는 종합적 생태지도 를 작성하고, 서식지 관리가 시급한 도서는 전략적으로 집 중 관리해야 할 것으로 보인다.