강한 지진의 영향에 있는 레디얼 게이트에 작용하는 동수압 산정을 위한 계산 모형이 제시되었다. 지진동으로 움직이는 구조물의 영향을 호소부와의 이동경계면으로 처리함과 아울러 강한 지진동 효과를 고려하여 동적 레이어링법이 적용된 ALE 알고리즘과 호소부 자유수면 거동을 위한 SIMPLE법을 사용하는 것이 제안된다. 제안된 방법은 단순한 수직 또는 경사 댐체 벽면에 대하여 널리 알려진 실험 결과 및 그로부터 유도된 제안식과 비교하여 타당성과 유효성이 증명되었다. 계산 모형에서 사용할 호소부 상류부 측의 무한경계까지의 거리를 산정하기 위한 파라미터 분석을 수행하여 호소부 수위의 2배가 최적의 길이임을 관찰하였다. 마지막으로 제안된 계산 모형을 사용하여 여러 곡률의 대형 레디얼 게이트에 작용하는 지진 동수압을 성공적으로 산출하였다.

본 연구에서는 조간대가 발달한 우리나라 전북 서해안의 구시포 해안에서 연안류에 미치는 외력성분을 평가하기 위하여 조석ㆍ조류 및 파에 의한 해빈류를 고려한 복합해수유동모형을 구축하였다. 구축된 모형에서 조석ㆍ조류는 EFDC 모형, 파랑은 SWAN 모형, 그리고 해빈류는 SHORECIRC 모형을 사용하였다. 이 수치모형의 적용성을 검토하기 위하여, 현지에서 조석ㆍ조류와 입사파를 현장관측하였고 인근 기상관측소의 바람자료를 조사하였다. 그리고 현지의 조간대에서 GPS를 장착한 경량 Drogue의 추적실험을 수행하고 연안류 성분을 추출하였다. 또한 현장관측조건에 맞추어 수치모형에 의한 수치 Drogue 추적실험을 수행하고 그 결과를 관측치와 비교ㆍ검토하였다. 그 결과, 수치 Drogue의 이동속도는 현장자료에 대해 68.0~105.2 %의 범위로서 재현되었으며, 주류성분의 오차는 – 16.7~ +10.0 %로서 양호하였다. 그리고 연안류 성분은 주로 바람과 조류가 큰 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 해저경사가 아주 완만하여 쇄파대폭이 넓은 조간대에서 입사파고가 작은 파가 내습하는 경우의 해빈류는 연안류의 흐름에 미치는 영향이 미약한 것으로 분석되었다.

아산만 해역으로 방류수가 배출될 경우, 생태-유체역학모델을 이용하여 아산만 해역의 장기 수질변화를 예측하였다. 생태-유체역학 모델은 해수유동 시뮬레이션을 위한 다층모델과 수질시뮬레이션을 위한 생태계모델로 구성되어 있다. 생태-유체역학모델을 이용하여 아산만해역의 장기 수질을 예측한 결과, 5개 정점에서 화학적산소요구량, 용존무기질소 및 용존무기인의 농도분포는 현재 계산결과에서 6개월 동안 증가하였다. 수치실험 수행시간 1년에서 2년 사이에서는 화학적 산소요구랑, 용존무기질소, 용존무기인의 농도분포는 6개월 동안 증가한 농도분포가 차츰 감소하는 경향을 보였으며, 3년에서 10년 사이에서는 일정한 농도분포를 보였다. 화학적 산소요구량, 용존무기질소 및 용존무기인의 농도는 11~67%, 10~67% 및 0.57%의 범위로 증가하였다. 10년 동안의 수치 실험 결과 화학적산소요구량과 용존무기질소의 변화 폭이 크게 나타났으며 이는 하수처리장의 방류수 중 이 두 오염부하량이 많은 양을 차지하고 있기 때문이다. 아산만 연안해역에서 화학적산소요구량, 총질소, 총인의 농도는 해역수질환경기준 II등급으로 조사되었으나, 하수처리장의 방류수가 배출될 경우 사업지구 인근의 아산만 방조제 부근에서는 해역수질환경기준 III등급으로 나타났다.

This paper stated the variation of the hydrodynamic resistant coefficient K of hand knitting plane model net which was set perpendicularly to the flow of water. The scale of the model net was determined after Tauti's principle for similarity law and experi nent was conducted for measuring the coefficients about two cases of the nets composed of flat knot (reef knot) and trawlers knot(sheet bent). The scale of the model nets which was used in experiment were 1/10, 1/20, 1/30, 1/40, 1/50, 1/60, 1/70, 1/80, 1/90 and full scale. The result of this experiment in circulating water tank came to the conclusion that; a. The hydrodynamic coefficient of trawler knotted net showed about 0.55 higher than the flat knotted net. b. The value of K coincided approximately with the value estimated by the formulae which H. Miyamoto, M. Nomura and Y. shimozaki calculated from experiment. c. The hydrodynamic coefficient K were not varied when the scale ratio was larger than 1/50, the value of K was increased gradually from 1/60 and suddenly increased at 1/80 and 1/90. Therefore, when we design a model net it is appropriate to restrict the scale ratio to less than 1/50, under the condition that the velocity of the full scale is 1.3 knot in this experiment.

In recent years, there have been concerted efforts toward predicting ship maneuvering in shallow water since the majority of ship’s accidents near harbors commonly occur in shallow and restricted waters. Enhancement of ship maneuverability at the design stage is crucial in ensuring that a ship navigates safely. However, though challenging, establishing the mathematical model of ship maneuvering motion is recognized as crucial toward accurately predicting the assessment of maneuverability. This paper focused on a study on sensitivity analysis of the hydrodynamic coefficients on the maneuverability prediction of KVLCC2 in shallow waters. Hydrodynamic coefficients at different water depths were estimated from the experimental results conducted in the square tank at Changwon National University (CWNU). The simulation of standard maneuvering of KVLLC2 in shallow waters was compared with the results of the Free Running Model Test (FRMT) in shallow waters from other institutes. Additionally the sensitivity analysis of all hydrodynamic coefficients was conducted by deviating each hydrodynamic derivative from the experimental results. The standard maneuvering parameters including turning tests and zig-zag maneuvers were conducted at different water depths and their effects on the standard maneuvering parameters were assessed to understand the importance of different derivatives in ship maneuvering in shallow waters.

최근 국내외적으로 수중 유도무기체계 개발로 다양한 형태의 수중운동체 기술이 발전되고 있다. 특히 수중운동체 중 하나인 잠수함 은 한국의 특수한 상황에서 최적의 선형설계를 위한 신뢰도 높은 조종성 평가 기술이 요구되며, 이를 위한 정확한 동유체력 계수의 추정 또한 중요한 연구 분야라 할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 잠수함 모형을 대상으로 구속모형시험인 VPMM (Vertical Planar Motion Mechanism) 시험을 실시하여 정밀도 높은 동유체력 계수를 추정하였다. 그리고 추정된 연직면 운동에 대한 선형 (Linear) 동유체력 계수 (Hydrodynamic derivatives)들을 이용하여 동안정성 (Dynamic Stability)을 판별하였다. 그 결과, 이론추정치와의 비교를 통해 동유체력 계수의 타당성이 검증 되었으며, 잠수함의 연직면 동안정성도 양호한 것으로 평가되었다. 즉, 무한수심으로 정의되는 심도 6.0의 깊은 수심으로 갈수록 주기에 따른 변화가 작아지며, 이론추정치에 근사함을 확인할 수 있었다. 한편 연직면 동안정성 판별에 있어서는, 0보다 큰 양(+)의 값을 가짐으로서 연직면 운동에 대한 동안정성을 만족하는 것으로 나타났다.

최근 들어 전 세계적으로 항공모함과 첨단 구축함 등 대규모의 최신 함정위주의 해상전력을 강화하는 상황에서 잠수함의 중요성이 더욱 부각되고 있다. 이에 따른 잠수함의 조종성능 향상을 위한 정밀한 동유체력 미계수 값이 요구된다. 본 논문에서는 VPMM(Vertical Planar Motion Mechanism) 실험을 위하여 연직 강제 동요시험(VPMM)장비를 이용하였고, 이를 통해 동유체력을 측정하였다. 심도, 주기, 속도 등을 변화시키며 다양한 환경에서 실험을 실시하였다. 잠수함 모형을 속도 U로 예인하면서 동시에 순수 상하동요(Pure heave), 순수 종동요(Pure pitch) 운동을 각각 주었고, 이때 부가되는 힘과 모멘트를 잠수함 모형의 선수·선미 부분에 장착된 로드셀을 이용하여 각각 획득하였다. 그 결 과, 푸리에 해석을 통한 잠수함 모형의 선형 유체력 미계수들을 추정할 수 있었다.

고정확도를 보장할 수 있는 Compact Finite Volume Method를 이용하여 수심적분형 흐름 모형과 수심평균된 이송확산방정식을 해석하는 수치모형 개발과정을 기술하였다. 이차원의 흐름과 파랑의 상호작용에 대한 실험결과와 제시된 수치모형을 이용한 계산결과는 양호하게 일치하였다. 일차원과 이차원공간에서의 흐름에 의한 스칼라의 이송에 관한 수치모의에서도 수차확산이 거의 발견되지 않았고, 매우 정확히 일치하였다. 개수로에서의 난류혼합에 관한 수치모의 결과에서도 합리적인 스칼라의 혼합양상이 관찰되었다.

본 연구에서는 동수압 모형을 이용하여 트렌치 수로에서 발생하는 흐름해석을 실시하였다. 기존의 정수압 모형은 수식이 간단하고 수치기법의 적용이 상대적으로 쉬운 반면 수심이 파의 길이에 비해 상대적으로 작은 경우에만 적용이 가능하므로 수심이 커지게되면 비 물리적인 결과를 계산하게 된다. 따라서 흐름방향으로 밀도차가 큰 경우나 수중구조물로 인하여 바닥경사가 변하는 경우에는 동수압이 고려되어야 한다. 본 연구에서는 압력항을 정수압과 동수압으로 분리하고 일반 좌표계를 사용함으로써 자유수면이 매시간단계마다 변화하는 계산격자를 구성해야하는 문제점을 보완할 수 있었다. 자유수면과 동수압을 고려하기 위해서 계산단계를 3단계(정수압 계산단계, 동수압 보정단계, 자유수면 보정단계)로 나누어 해석하였고 트렌치 수로에서의 수리실험 결과 (van Rijn, 1982)와 비교를 통해 수치모형을 검증하였다.

최근 지구온난화에 따른 해수면 상승과 태풍의 내습으로 인하여 발생되는 폭풍해일 및 집중호우에 대하여 낙동강 하류부의 수리거동을 수치모형(EFDC)을 이용하여 해석하였다. 낙동강 하구둑을 포함한 하류부 일대에 대해 수리거동을 해석하기 위하여 대상영역을 진동에서 가덕도를 포함한 외해부까지 확장하였다. 수치모형에 의한 수위의 재현성을 검토하기 위하여 2003년 및 2006년 발생한 태풍 호우사상을 대상으로 각 수위관측지점에서의 관측 수위와 계산수위를 비교 하

To find proper water quality management strategy for oxygen consumption organic matters in Jinhae bay, the physical process and net supply/decomposition in terms of COD was estimated by three-dimensional eco-hydrodynamic modeling. The estimation results of physical process in terms of COD showed that transportation of COD was dominant in loading area from land to sea, while accumulation of COD was dominant in middle～bottom level. In case of surface level, the net supply rate of COD was 0～60 mg/m2/day. The net decomposition rate of COD was 0～-0.05 mg/m2/day(-5～-10 m, in depth) to 2 level, and -0.05～-0.20 mg/m2/day(10 m ～) to bottom level. These results indicate that the biological decomposition and physical accumulation of COD are occurred for the most part of Jinhae Bay bottom. The variation of net supply or net decomposition rate of COD as reducing land based input loading is also remarkable. Therefore, it is important to consider both allochthonous and autochthonous oxygen demanding organic matters to improve the water quality of Jinhae Bay.

The eco-hydrodynamic model was used to estimate the environmental capacity in Gamak Bay. It is composed of the three-dimensional hydrodynamic model for the simulation of water flow and ecosystem model for the simulation of phytoplankton. As the results of three-dimensional hydrodynamic simulation, the computed tidal currents are toward the inner part of bay through Yeosu Harbor and the southern mouth of the bay during the flood tide, and being in the opposite direction during the ebb tide. The computed residual currents were dominated southward flow at Yeosu Harbor and sea flow at mouth of bay. The comparison between the simulated and observed tidal ellipses at three station showed fairly good agreement. The distributions of COD in the Gamak bay were simulated and reproduced by an ecosystem model. The simulated results of COD were fairly good coincided with the observed values within relative error of 1.93%, correlation coefficient(r) of 0.88. In order to estimate the environmental capacity in Gamak bay, the simulations were performed by controlling quantitatively the pollution loads with an ecosystem model. In case the pollution loads including streams become 10 times as high as the present loads, the results showed the concentration of COD to be 1.33～4.74㎎/ℓ(mean 2.28㎎/ℓ), which is the third class criterion of Korean standards for marine water quality. In case the pollution loads including streams become 30 times as high as the present loads, the results showed the concentration of COD to be 1.38～7.87㎎/ℓ(mean 2.97㎎/ℓ), which is the third class criterion of Korean standards for marine water quality. In case the pollution loads including streams become 50 times as high as the present loads, the results showed the concentration of COD to be 1.44～9.80㎎/ℓ(mean 3.56㎎/ℓ), which is the third class criterion of Korean standards for marine water quality.

The three-dimensional eco-hydrodynamic model was applied to estimate the physical process in terms of nutrients and net uptake(or regeneration) rate of nutrients in Kamak Bay for scenario analysis to find proper management plan. The estimation results of the physical process in terms of nutrients showed that transportation of nutrients is dominant in surface level while accumulation of nutrients is dominant in bottom level. In the case of dissolved inorganic nitrogen, the results showed that the net uptake rate was 0～60 mg/m2/day in surface level(0～3m), and the net regeneration rate was 0.0～10.0 mg/m2/day in middle level(3～6m) and above 10 mg/m2/day in bottom level(6m～below). In the case of dissolved inorganic phosphorus, the net uptake rate was 0.0～3.0 mg/m2/day in surface level, and the net regeneration rate was 0.5～1.5 mg/m2/day in middle level and 1.0～3.0 mg/m2/day in bottom level. These results indicates that net uptake and transport of nutrients are occurred predominantly at the surface level and the net generation and accumulation are dominant at bottom level. Therefore, it is important to consider the re-supplement of nutrients due to regeneration of bottom water.

본 연구에서는 2차원 동수역학적 수치해석모형을 개발하고, 한강하류부에 적용하였다. 과학적인 천수흐름 거동해석을 위해서 GIS에 기초한 등수역학모형을 구성하였으며, 개발된 모형의 검증을 위해서 모의수행에 의한 결과 값과 현장관측값과의 비교를 수행하였다. 본 연구에서 제시된 수치해석 모형은 Petrol-Galerkin 유한요소법이다. 또한 GIS를 이용한 하천흐름해석기법을 관측 하였으며, 이는 다양한 해석을 통해 직접적으로 사용자의 결정에 도움을 주게 된다

일반적으로 동수역학 모형은 마찰인자(조도계수 또는 Chezy계수)와 와점성계수를 필요로 하고 수치계산에서 이들 계수의 갑은 통상 가정 또는 반복계산을 통하여 결정된다. 수치모형에서 와점성계수는 물리적인 확산뿐만 아니라 수치점성의 효과도 가지고 있어서 수치계산의 안정성에 영향을 미치므로 이들 계수의 일관된 결정방법이 필요하다. 수위 및 유량자료, 1차원 모형인 HEC-2와 NETWORK, 2차원 모형인 SMS를 이용하여 한강하류 구간에 대한 조도계수의 산