This study focuses on analyzing the energy-saving effects of the recirculation aquaculture system using seawater source heat pumps and solar power generation. Based on the thermal load analysis conducted using the transient system simulation tool, the annual energy consumption of the recirculation aquaculture system was analyzed and the energy-saving effects of utilizing the photovoltaic system was evaluated. When analyzing the heat load, the sea areas where the fish farms are located, the type of breeding tank, and the circulation rate of breeding water were taken into consideration. In addition, a method for determining the appropriate capacity for each operation time was examined when applying the energy storage system instead of the existing diesel generator as an emergency power, which is required to maintain the water temperature of breeding water during power outage. The results suggest that, among the four seas considered, Jeju should be estimated to achieve the highest energy-saving performance using the solar power generation, with approximately 45% energy savings.

This study deals with the application of an artificial neural network (ANN) model to predict power consumption for utilizing seawater source heat pumps of recirculating aquaculture system. An integrated dynamic simulation model was constructed using the TRNSYS program to obtain input and output data for the ANN model to predict the power consumption of the recirculating aquaculture system with a heat pump system. Data obtained from the TRNSYS program were analyzed using linear regression, and converted into optimal data necessary for the ANN model through normalization. To optimize the ANN-based power consumption prediction model, the hyper parameters of ANN were determined using the Bayesian optimization. ANN simulation results showed that ANN models with optimized hyper parameters exhibited acceptably high predictive accuracy conforming to ASHRAE standards.

본 연구는 고흥 남성리 갯벌양식장의 구조물 설치 및 양식장의 공간 배치를 위한 기초자료로 대상해역의 지형구조 및 해수 순환특성을 조사하였다. 관측결과 남성리 갯벌양식장의 경사도는 약 1도 미만으로 매우 평판한 것으로 나타났으며, 남성리 갯벌양식장 의 지형구조를 파악하기 위하여 비디오영상 자료를 이용하였다. 조사결과 남성리 양식장의 시설물은 굴패각 망태 또는 사석의 축제 형 식으로 총 5가지의 구조형식을 가지는 것으로 조사되었으며, 양식장은 지형구조상 노출 시간이 총 181분으로 약 3시간 동안 대기에 노 출되었으며, 침수된 시간은 약 434분으로 약 7시간에 해당되었다. 조사된 영상자료는 수치해도의 자료와 서로 보완하여 양식장의 지형 특성을 파악하는데 사용되었다. 대상해역은 나로도에 의하여 외해와 차폐된 해역으로 해수유동 수치실험을 통한 해수순환 특성은 북측 으로 정암면과 나로도 사이의 수로와 남측의 남성리와 나로도 사이의 좁은 수로를 따라 남-북방향의 주흐름을 가지는 것으로 조사되었 으며, 나로대교가 위치한 갯벌양식장 해역 전면의 수로에서 최대 1.5 m/s 의 흐름을 보이는 것으로 조사되었다.

대기 대순환 모형인 GCPS를 이용하여 북서태평양에서의 태풍 활동의 계절 예측 가능성을 조사하였다. 1979년부터 2003년까지 각 해에 대해 해수면 온도 관측 자료를 사용하여 5개월간 초기 조건을 달리한 10개의 앙상블 멤버를 적분하였다. 모형은 발생 빈도의 평균적인 월변화 경향과 발생 분포를 관측과 유사하게 모의하였으나, 발생 빈도의 경년 변화는 신빙성 있게 예측하지 못하였다. 이는 관측과 모형간 태풍 발생 빈도와 ENSO의 상관성 차이에 인한 것으로 실제 태풍 발생 빈도와 ENSO가 뚜렷한 상관 관계를 갖지 않는 것과 달리, 모형에서는 엘니뇨 시기에 평년에 비해 많은 태풍이 발생하고 라니냐 시기에 평년에 비해 적은 태풍이 발생하는 경향을 보였기 때문이다. 반면에, 관측과 모형 모두 ENSO와의 상관 관계가 높게 나타난 태풍 발생 경도의 경우에는 모형이 발생 경도의 경년 변화를 관측과 유사하게 모의하였다.

본 연구는 2차원 순압모델을 사용하여 황해와 동중국해에서 조석잔차류와 춘 하 추 동 4계절의 해상풍에 의한 해수 순환과 이러한 순환에 의한 부유물의 이동 궤적을 추적하는데 목적을 두었다. 황해 해수 순환의 주요 외력은 조석과 바람이라고 생각되어, 조석은 M2 조석으로부터 조석잔차류를 계산하였고, 계절별 바람으로서 1월(겨울), 4월(봄), 7월(여름), 10월(가을)을 사용하였다. 조석잔차류는 한국 남 서해안과 제주도 부근과 중국 양자강 하구역 부근에서 크게 나타난다. 제주도 부근에서는 10 cm/s 이상의 최대 잔차류가 나타나며 시계방향의 순환을 보이지만 전반적으로 남해안을 따라 동향류의 경향이 있다. 또한, 중국의 연운항에서 상하이 사이의 영역에서는 한국의 남해로 향하는 순환 구조가 나타나고 있다. 바람에 의해 형성된 순환은 북풍의 성격을 띤 1월, 4월, 10월에는 해역에 시계 방향의 순환이, 남풍과 열대성 저기압의 영향을 받는 7월에는 반시계 방향의 순환이 우세했다. 이로 인하여, 한국연안에서는 7월을 제외하고는 남향류가 나타났다. 부유물은 조석 잔차류와 취송류에 의해 이동한다. 10일 동안의 이동에서는 수 십 cm/s에 달하는 취송류가 조석 잔차류보다 크게 작용했다. 그러나, 수 개월 이상의 이동에 있어서는 수 cm/s의 조석잔차류의 영향이 더 크게 나타났다.

황해와 동지나해의 해수순환에 관한 수치모의 실험을 실시하였다. 해저지형을 포함한 1층 모형 바다위에 여덟방위의 바람을 차례로 불려 나타나는 해상순환을 비교하였다. 바람의 영향만을 보기 위하여 해류가 존재하지 않는 폐쇄된 바다 위에 바람을 불린 결과 황해의 순환은 풍향에 따라 크게 달라짐을 볼 수 있었다. 대체로 남서풍 성분이 탁월해지면 시계방향의 순환이 우세해지고 북동풍 성분의 풍향하에서는 반시계 방향의 순환이 우세해짐을 볼 수 있다. 그러나 동지나해의 대륙사면을 따라 쿠로시오 해류를 포함시키면 남쪽 동지나해 부근에서는 풍향에 관계없이 시계방향의 순환이 우세해지고 북쪽 황해내부에서는 풍향에 의한 영향이 감소함을 볼 수 있다.

The characteristics of circulation in the coastal area of Jeju Harbor in Korea was examined using the Princeton Ocean Model(POM) with a sigma coordinate system. The result of numerical analysis well corresponded to the observed current data. The velocity at offshore was stronger compared to coastal area during the both period of in maximum flood and maximum ebb of spring tide. According to mean wind velocity, the tidal velocity at the shallow area of Jocheon was slightly increasing during maximum ebb. The effect of wind on the circulation was stronger in shallow area and showed rapid change with depth.

The volume transport and turnover time of the Deukryang Bay, located at the southern area of Korea, were calculated based on the current meter(RCM-7,ACM 16M) data observed at the three gateways of the Bay in May and October of 1996. Dominant tidal current component was calculated through harmonic analysis from raw data to estimate influence tidal current and also residual current was measured by integrating observed data and then averaging on time. Maximum speed of current was about 100㎝/sec during the spring tide at the waterway between Kumdangdo and Kogumdo. The total water volume transports through three entrances of the bay in May and October were 3.9×10^-2 Sv, 3.4×10^-2 Sv(1Sv=10^6㎥s^-1) and turnover time were 0.97day, 1.12day, respectively. Semidiurnal tides were predominant (70∼85%). The water volume transports by residual currents were 2∼4% of total water volume transports. The average fraction of fresh water calculated by tidal prism method using salinity difference between inflow current and outflow current through three entrances in Deukryang Bay was about 0.06% of total volume and the flushing time of fresh water was estimated as 0.97day.