본 연구에서는 국내 여수항만에 길이 500미터, 폭 200미터, 두께 2미터인 폰툰형 VLFS타입의 해상부두를 제안하였다. 이 구조물은 해상에서 오랫동안 파랑하중을 견뎌야하므로 파랑응답해석이 필수적이다. 유체-구조부 해석에는 직접법을 사용하였고, 연성운동방정식을 수치해석하여 응답 결과를 구하였다. 구조부는 유한요소법을 이용하여 계산하였으며, 유체부는 경계요소법을 사용하여 분석하였다. 탄성변형과 강체운동으로 인한 동적응답을 수치적으로 분석하였으며, 파장, 수심, 파향, 구조물의 강성 요소를 고려하여 규칙파에 대한 응답을 해석하였다. 연구의 결과, L/λ 1.5를 기준으로 응답이 변화하였고, 입사파의 방향에 따라 비틀림 현상이 나타났다. L/λ=8.0의 경우 수심이 증가할수록 입사측에서의 응답이 증가하는 경향이 나타났고, 강성의 변화에 따라 수직변위진폭의 피크점이 좌우로 이동하였다.

본 연구에서는 다양한 감쇠판을 원통형 부유체에 부착하고 수치 시뮬레이션을 통해 원통형 부유체의 heave RAO 및 고유주기의 변화를 고찰하였다. 먼저 감쇠판을 부착하지 않은 원통형 부유체의 heave RAO 및 고유주기를 파악하였고, 원통형 부유체에 부착한 감쇠판의 크기와 형상을 바꿔가며 각 경우에 대한 heave RAO 및 고유주기를 평가하였다. 수치 시뮬레이션 결과, 감쇠판의 모든 면적에 대해서 감쇠판을 부착한 원통형 부유체의 고유주기는 증가하였고, 감쇠판의 크기가 1.30D부터 입사파의 피크주기에서 heave RAO는 감소하였다. 감쇠판의 모든 면적에 대해서 원형 감쇠판이 Y자형 감쇠판보다 고유주기가 길게 나타나며, 고유주기의 차이는 감쇠판의 면적이 커질수록 그 차이가 커졌다. 운동응답 스펙트럼 계산 결과, 원형 감쇠판과 Y자형 감쇠판을 부착한 원통형 부유체의 heave 운동이 입사파의 피크주기에서 현저하게 감소하였다. 또한 원형 감쇠판을 부착한 원통형 부유체의 고유주기가 Y형 감쇠판을 부착한 경우보다 입사파의 피크 주기에서 더 멀리 이동하였다.

A seismic response analysis method for three-dimensional floating offshore structures due to seaquakes is developed. The hydrodynamic pressure exerted on the structure is calculated taking into account the compressibility of the sea water, the fluid-structure interaction, the energy absorption by the seabed, and the energy radiation into infinity. To validate developed method, the hydrodynamic pressure induced by the vibration of a floating massless rigid circular disk is calculated and compared with an exact analytical solution. The developed method is applied to seismic analysis of a support structure for a floating offshore wind turbine subjected to the hydrodynamic pressures induced from a seaquake. Analysis results show that earthquake response of a floating offshore structure can be greatly influenced by the compressibility of fluid, the depth (natural frequencies) of the fluid domain, and the energy absorption capacity of the seabed.

Considering a rigorously fluid-structure interaction, a method for an earthquake response analysis of a floating offshore structure subjected to vertical ground motion from a seaquake is developed. Mass, damping, stiffness, and hydrostatic stiffness matrices of the floating offshore structure are obtained from a finite-element model. The sea water is assumed to be a compressible, nonviscous, ideal fluid. Hydrodynamic pressure, which is applied to the structure, from the sea water is assessed using its finite elements and transmitting boundary. Considering the fluid-structure interaction, added mass and force from the hydrodynamic pressure is obtained, which will be combined with the numerical model for the structure. Hydrodynamic pressure in a free field subjected to vertical ground motion and due to harmonic vibration of a floating massless rigid circular plate are calculated and compared with analytical solutions for verification. Using the developed method, the earthquake responses of a floating offshore structure subjected to a vertical ground motion from the seaquake is obtained. It is concluded that the earthquake responses of a floating offshore structure to vertical ground motion is severely influenced by the compressibility of sea water.

인공식물섬 기술이 국내에 처음 소개된 것은 일본에서 수질개선용으로 개발된 것이며 1998년 충남 아산시 마산저 수지에 처음 설치되었다. 국내에서는 인공식물섬에 갈대 등 수생식물을 식재하여 수중의 오염물질 제거를 통한 수질정 화, 어류와 동·식물플랑크톤 등 각종 수생생물의 산란 및 서식공간 제공, 생태계의 먹이 사슬을 이용한 조류 증식 억 제 등 쾌적한 수변환경 조성 및 자연환경 기능 향상을 도모 하기 위해 운용되고 있다. 수생식물에 의한 수처리는 식물 과 미생물의 상호 공생과 상승 작용 및 물리적인 여과 등 다양한 제거 메카니즘이 작용하며 수처리 방법으로 사용되 고 있는 종래의 물리적·화학적 및 생물학적 처리 시스템 보다 운영비가 절감될 뿐 아니라 자연성과 수확물의 재이용 이 높다는 장점 등으로 국내외의 연구가 진행되어 왔다. 국 내에 설치된 인공식물섬은 수질 개선 효과 보다는 동물플랑 크톤, 무척추동물, 어류, 조류 등이 서식할 수 있는 새로운 생태계를 조성하는 기능이 더 큰 것으로 알려져 있다. 소양 호는 인공식물섬이 시군별로 지속적으로 설치되고 있으며 2012년에는 어족 자원증식을 위한 어류보전 시설 목적으로 설치되었다. 따라서 소양호에 설치된 인공식물섬이 어류에 미치는 영향을 분석하기 위해 서식 어류와 어란 부착을 조 사하였다. 조사 시기는 어류 보전시설로 인공식물섬이 설치 된 2013년 5월과 6월에 조사를 실시하였고 조사 지점은 소 양호로 강원도 춘천시 북산면 청평리와 강원도 양구군 양구 읍 웅진리이다. 인공식물섬 시설물 내에 서식하는 어류를 분석하기 위해 잠수하여 수중 관찰한 결과 청평리에서는 피라미(Zacco platypus) 16개체(성어 11개체, 치어 5개체, 5.2%), 쏘가리 (Siniperca scherzeri) 3개체(성어, 1.0%), 블루길(Lepomis macrochirus) 277개체(성어 49개체, 치어 228개체, 90.8%), 배스(Micropterus salmoides) 9개체(성어, 3.0%) 등 총 4종 305개체 이었다. 블루길이 다수 서식하고 있었으며 특히 치어가 풍부하였다. 웅진리에서는 잉어(Cyprinus carpio) 1 개체(성어, 0.4%), 피라미 148개체(1∼2년생, 54.6%), 블루 길 55개체(성어, 20.3%), 배스 67개체(성어, 24.7%) 등 총 4종 266개체가 관찰되었다. 피라미가 다수 서식하고 있었 고 배스 성어가 다수 관찰되었다. 인공식물섬에 서식 및 산란 가능한 어류를 분석하기 위해 시설물 주변수역에서 어류 조사를 실시하였으며 조사 기간 동안 청평리에서 7과 16종, 웅진리에서 7과 21종으로 총 7과 22종 이었다. 출현한 어종 중 법적보호종은 없었으며 한국고유종은 중고기(Sarcocheilichthys nigripinnis morii), 몰개(Squalidus japonicus coreanus), 긴몰개(Squalidus gracilis majimae), 참갈겨니(Zacco koreanus), 눈동자개 (Pseudobagrus koreanus) 등 5종으로 출현어종의 27.7%를 차지하였다. 국외 도입종에 속하는 어종은 떡붕어 (Carassius cuvieri), 블루길, 배스 등 3종이었다. 떡붕어는 전체 출현 개체수의 0.1%로 매우 적었으며 블루길은 18.9%, 배스는 2.8%로 높았으며 특히 블루길이 매우 풍부 하였다. 출현한 어류 중 피라미 30.4%, 블루길 18.9%, 끄리 (Opsariichthys uncirostris amurensis) 15.4%, 누치 (Hemibarbus labeo) 9.3% 등의 순으로 개체수가 풍부하였 다. 청평리와 웅진리에 설치된 인공식물섬의 크기는 모두 886㎡ 이었으며 형태는 타원형 이었다. 이들 수역의 수변부 는 심한 수위 변동으로 정수 및 침수성 수초가 생육하고 있지 않았으며 모래, 자갈, 암반 등으로 노출되어 있었다. 설치 후 1년 경과 후인 인공식물섬에 생육하고 있는 식물은 달뿌리풀(Phragmites Japonica), 주름조개풀(Oplismenus undulatifolius), 강아지풀(Setatia viridis), 닭의장풀 (Commelina communis), 노랑꽃창포(Iris pseudoacorus), 버드나무(Salix koreensis), 부처꽃(Lytrum anceps), 달맞이 꽃(Oenothera odorata), 개쉽사리(Lycopus ramosissimus), 미국가막살이(Bidens frondosa), 가막살이(Bidens triparta), 망초(Erigeron canadensis), 등골나물(Eupatorium chinensevar. simplicifolium) 등 이었다. 뿌리를 식재한 달뿌리풀과 노랑꽃창포가 군락을 형성하였으며 달뿌리풀 군락이 전체 90% 이상의 피도를 유지하고 있었다. 수초대 뿌리에 부착한 어류 수정란은 1㎡당 청평리에서 는 800개, 웅진리에서 1,100개 이었으며 시설물 전체로 환산한 결과 청평리에서 708,800개, 웅진리에서 974,500개 이었다. 수정란은 붕어(Carassius auratus) 504,920개(청평 리 212,640개, 웅진리 292,280개)와 잉어 1,178,380개(청평 리 496,160개, 웅진리 682,220개) 이었다. 부착란의 수에 있어 웅진리가 청평리 보다 다소 많았다. 소양호에서 인공 식물섬 수초에 산란을 하는 어류는 잉어와 붕어 2종으로 확인되었으며 그 외의 어종은 산란장으로 이용하지 않고 있었다. 부착한 수정란이 폐사하지 않고 부화한 개체는 붕 어 350,505개(청평리 102,067개, 웅진리 248,438개)와 잉 어 811,222개(청평리 238,157개, 웅진리 573,065개) 이었 다. 부화율은 붕어가 69.4%(청평리 48.0%, 웅진리 85.0%) 이었고 잉어는 68.8%(청평리 48.0%, 웅진리 84.0%)로 부 화율에 있어서 어종 간 큰 차이는 없었다. 평청리의 경우 부화율이 48.0%로 낮았고 웅진리의 경우 84.3%로 높았다. 인공식물섬 설치 직후 2012년 5월과 6월 사전 조사에서는 어란부착이 확인되지 않았다. 이는 식물뿌리 생장이 미약하 여 어류가 산란장으로 이용하지 않은 것으로 생각된다. 설 치 후 만 1년이 경과한 후에 어류가 식물뿌리에 어란을 부착 하였으며 식물 뿌리 중 노랑꽃창포 보다 달뿌리풀에 보다 많이 부착하였다. 이는 달뿌리풀 뿌리가 수중으로 보다 많 이 신장하여 있었기 때문인 것으로 생각되며 소양호에서는 인공식물섬 조성 시 달뿌리풀을 식재하는 것이 적합한 것으 로 생각된다. 어란을 부착하는 장소는 식물 뿌리 중 당해 연도에 생장한 뿌리였으며 물곰팡이, 남조류, 녹조류 등이 부착되어 있지 않은 가는 뿌리 이었다. 청평리는 식물 뿌리 에 물곰팡이와 남조류가 부착한 부분이 많아 웅진리에 비해 부착란의 수가 적었으며 부화율도 매우 낮았던 것으로 생각 된다. 따라서 인공식물섬 설치 시 어족 자원 증대를 위한 어류의 산란장 효과 극대화와 부화율을 높이기 위해서는 수생식물 뿌리에 물곰팡이, 남조류, 녹조류 등이 부착되지 않은 장소를 선택하여 설치하는 것이 필요한 것으로 판단된 다.

2013년 5월부터 6월까지 소양호에 설치된 인공식물섬에서 출현 어류와 어란 부착을 조사하였다. 잠수하여 수중 관찰한 결과 청평리에서는 피라미(Zacco platypus) 5.2%, 쏘가리(Siniperca scherzeri) 1.0%, 블루길(Lepomis macrochirus) 90.8%, 배스(Micropterus salmoides) 3.0% 등이 출현하였다. 웅진리에서는 잉어(Cyprinus carpio) 0.4%, 피라미 54.6%, 블루길 20.3%, 배스 24.7%등 이었다. 시설물 인접수역에서는 총 7과 22종이 출현하였다. 이 중 국외 도입종에 속하는 어종은 떡붕어(Carassius cuvieri), 블루길, 배스 등 이었고 피라미 30.4%, 블루길 18.9%, 끄리(Opsariichthys uncirostris amurensis) 15.4%, 누치(Hemibarbus labeo) 9.3% 등의 순으로 개체수가 풍부하였다. 부착한 어란은 1m2당 청평리에서는 800개, 웅진리에서 1,100개 이었으며 시설물 전체에서는 청평리에서 708,800개, 웅진리에서 974,500개로 추정되었다. 어란은 붕어(Carassius auratus) 504,920개(청평리 212,640개, 웅진리 292,280개)와 잉어 1,178,380개(청평리 496,160개, 웅진리 682,220개) 이었다. 부착한 수정란이 폐사하지 않고 부화한 개체는 붕어 350,505개(청평리 102,067개, 웅진리 248,438개)와 잉어 811,222개(청평리 238,157개, 웅진리 573,065개) 이었다.

본 논문에서는 해중터널와 수중운항체의 충돌거동을 파악하기 위하여 두 구조체를 모델링하고 해석을 수행하였다. 충돌이 일어나는 해중터널은 원통형으로 단면을 가정하고 콘크리트와 라이닝강판을 가진 구조로 가정하였다. 충돌부위를 제외한 인접부분은 탄성거동을 하는 보요소로 모델링하고 계류라인은 장력을 받는 케이블로 모델링하였다. 수중운항체는 1800톤급 잠수함을 가정하였으며 수리동역학적 부가질량을 고려하여 충돌질량을 산정하였다. 해중터널에 작용하는 부력은 동적완화방법을 사용하여 초기조건에 포함시켰다. 부력비의 변화와 충돌속도의 변화를 고려하여 충돌해석을 수행한 결과, 충돌에너지의 소산은 주로 해중터널에서 발생하고 수중운항체에 의한 에너지 소산은 미미한 것으로 나타났다. 또한 계류라인의 장력과 부력비의 변화에 따라 해중터널의 충돌거동은 큰 영향을 받았다. 특히 충돌력은 기존의 설계기준의 선박충돌력과는 상이한 경향을 보이는 것으로 나타났다.

This study is aimed to analyze the economic performance of black rockfish aquaculture by standardizing cost structures by region and farming size. The result of survey on farming and sale condition in each region, stocking density, survival rate, juvenile price, and unit production was the highest at Yeosu and Tongyeong, Heuksando showed the lowest. While rearing period was the longest at Tongyeong, the shortest region was Yeosu and Wando. In farming cost structure by region, amount of feeing was the highest at Tongyeong and Yeosu, and the lowest was Heuksando. Cost of medicine was high in Wando and Taean region, Yeosu and Hecksando was low. In case of farm size, feed cost ratio was high in the order of medium(0.75ha), small(0.25ha) and large(1.25ha) size. Standard production cost at every farm size of Heuksando showed the lowest among these regions. Taean and Yeosu was middle, and Tongyeong and Wando was the highest. According to the income, profit rate and investment return of farm size in all regions, as the bigger farm size, the higher income and profit rate was revealed. However, in case of Wando, Taean, and Heuksando which regions has high investment return, medium farm size was higher than large size. The result of economic analysis according to various factors, economic feasibility of black rockfish aquaculture in marine floating cage was showed significant changes by rearing and market condition.

Recently, environmental problems associated with the excessive use of fossil fuel are hot issue throughout the world. As an alternative energy resource, the importance of renewable energy is continuously rising. Especially, growth rate of photovoltaic energy generation is one of the best. In this paper, floating PV generation system made of pultruded fiber reinforced polymeric plastic (PFRP) is discussed. It is well known that PFRP has many advantages such as high corrosion resistance, high specific strength/stiffness, etc. Compared with conventional construction materials. To investigate the structural behavior under flow induced dynamic loading, members and connections of members are tested under cyclic loading. It was found that the structural system is strong enough to resist such a cyclic loading.

The floating PV generation structure installed on the surface of water has been recently issued as a representative items for the low carbon and green growth campaign. Moreover, the studies and developments for the structure and construction improvements of floating PV generation structure have been in progress. For example, in the previous research, the floating PV generation structure consisted of pultruded FRP and SMC FRP members is suggested. In this study, we conduct the analytical and experimental studies for estimating the structural characteristics of SMC FRP vertical members. From the analytical and experimental results, it is found that SMC FRP vertical members used for floating PV generation structure have sufficient structural safety and stability.

Pultruded glass fiber reinforced polymeric plastic (PFRP) and FRP member manufactured by sheet molding compound (SMC) have superior mechanical and physical properties compared with those of conventional structural materials. Since FRP has an excellent corrosion-resistance and high specific strength and stiffness, the FRP material may be highly appreciated for the development of floating-type photovoltaic (PV) power generation system. In this paper, advanced floating PV generation system made of PFRP and SMC is designed. In the design, it includes tracking solar altitude by tilting photovoltaic arrays and tracking solar azimuth by spinning structures. Moreover, the results of the finite element analysis (FEA) are presented to confirm stability of entire structure under the external loads. Additionally, installation procedure and mooring systems in the Hap-Cheon Dam are discussed and the measurement of strain under the actual circumstances is conducted for assuring stability of actually installed structures. Finally, by comparison with allowable stress, appropriate safety of structure is confirmed to operate the system.

신재생, 친환경 에너지에 대한 관심의 증가로 최근 상당수의 풍력 발전기가 설치되고 있다. 특히, 육상과 달리 부지 확보의 어려움도 없고 고품질의 바람을 얻을 수 있다는 점에서 해상 풍력 발전기가 더욱 주목을 받고 있다. 이와 같은 장점을 가진 해상 풍력 발전기는 육상의 조선소 등에서 제작된 후, 해상 크레인을 이용하여 운용 지점까지 이송되어 설치되는데, 이때 그 크기의 거대함과 고가라는 이유로 무엇보다 안전이 보증되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 해상 풍력 발전기의 이송 및 설치 시 안전성을 보증하기 위한 근거로서, 다물체계 동역학 기법을 활용하여 해상 크레인에 연결된 해상 풍력 발전기의 동역학 해석을 수행하였다. 그 결과, 본 기법이 해상 풍력 발전기의 이송 및 설치방법에 대한 검증용으로 충분히 활용 가능함을 확인할 수 있었다.

이 연구에서는 상용코드(AQWA)를 이용하여 규칙파 중 8점 계류 중인 플로팅 도크의 계류 장력과 운동응답특성을 고찰하였다. 연구의 목적을 달성하기 위해 수심 10 m 연안환경(파 진폭 1.05 m, 파주기 3.85 sec, 풍속 20.21 m/s, 풍향 및 조류방향 90˚, 입사파 χ=180˚, 135˚ 및 90˚ 조건에서 수치 해를 적용하였다. 해석모델은 길이 140 m, 폭 32 m 및 높이 14.6 m의 강구조물로 현수선의 길이는 최대 120 m를 적용하였다. 해석결과 상하동요와 종동요는 선수파 보다 횡파에서 크게 나타났으며 계류 장력도 횡파와 풍하중에 의해 크게 작용하였다.

In this study, we conduct the economical analysis about the floating tracking PV generation structure manufactured by steel, aluminum, and GFRP (glass fiber reinforced polymeric plastic) structural member. The structural safety of floating PV generation structure has been proved through numerous previous researches. Moreover, the generating efficiency of tracking PV generation system can be more larger than immobile system. In this study, structural analysis using the FEM method has been performed to establish the safety of the floating tracking PV generation structure and commercial viability evaluation has been performed through the cost of materials.