오일펜스는 해상에 유출된 기름의 확산을 차단하기 위해 신속하게 설치되는 방제자재이다. 본 연구에서는 소형경비정과 소형 방제정에 간편하게 적재하고 운용할 수 있는 자동팽창식 폴딩 오일펜스를 개발하였다. 폴딩 오일펜스는 별도의 공기 주입 없이 스프링에 의해 자동으로 팽창되며, 내부 구조체 상부의 부력체에 의해 삼각형 형태로 안정된 기립 상태를 유지한다. 또한 국내 오일펜스 A형 형식 승인 규격(수면상 20~30 cm, 수면하 30~40 cm)을 충족하는 것으 확인하였고, 조파수조 및 실해역 실험을 통해 기능 구현을 검증하였다. 핵 심 부품인 인장스프링에 대해 10,000회 피로시험과 염수침지시험을 수행한 결과, 성능에 이상이 없음을 확인하였다. 본 장비의 개발은 해 양오염사고의 초동방제 대응능력을 향상시키고, 국내외 해양방제산업의 발전에 기여할 것으로 기대된다.

오일펜스는 사고 초동조치로 기름 확산을 효과적으로 방지하는 아주 큰 역할을 한다. 그러나 사고 현장의 기름이나 구조물 등의 의해 파손되어 폐기되는 경우가 많이 발생되며, 회수된 폐 오일펜스는 소각처리과정에서 미세먼지 발생과 발암성분의 대기 배출 가능성이 높은 상황이다. 또한, 본체 일부가 손상되어 해상으로 유출되면서 해양 미세플라스틱과 같은 2차 환경오염의 원인이 될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 현재 우리나라에서 가장 많이 사용하는 고형식 오일펜스 원단을 이용하여 내구성을 평가하였다. 본체부 샘플을 해수와 기름에 노출시킨 후, 기간과 온도에 따른 인장강도를 측정하였다. 그 결과 5일 노출후 해수에서는 13 %가 기름에서는 3 %가 감소하였으며, 온도변화에도 영향을 받는 것으로 나타났다. 오일펜스는 해수와 기름에 노출 뿐만 아니라 바람과 파도 등 다양한 영향을 받게 되므로 오일펜스의 내구성은 강화되어야 한다. 또한, 해양환경보호 측면에서 지속적인 사용을 위해서는 내구성 강화는 필수적이다. 이에 오일 펜스의 본체부 재질검사가 강화되어야 한다고 판단하여, 검정 시 본체부 원단 인장강도 품질을 확인할 수 있는 검정 개선방안을 제안하였다.

When oil spill disaster on sea takes place, the most effective measure is to use oil fence with vertical wall. It has been big challenges that suitable oil fence in consideration of variety of variables such as wind speed, height of wave and current direction is chosen. And current characteristics below two of vertical wall was studied by PIV experiment with utilizing technic of visualized analysis like velocity distribution, contour of velocity and streamline pattern in flow characteristic between vertical wall of oil fence. In this study it is purposed to identify characteristics of inside water flow between two vertical walls depending on respective various water speeds to minimize outflow of floating article below bottom of vertical wall and observed that re-circulation flow and irregular vortex at certain places between two vertical walls occurred. Consequently, the study showed that failure of oil fence such as entrainment failure and submergence failure can be largely lessen by means of optimizing length between two vertical walls with water speeds.

유속의 변화에 따른 오일펜스 만곡부 후면의 속도장과 압력장, 와도 및 난류 강도를 계측한 PIV 실험의 결과 유속이 증가함에 따라 유동 경계역의 후면부에서의 흐름 방향이 전면부의 흐름 방향에 가까워지는 현상이 나타났고, 압력 분포의 양상이 달라졌으며 난류도 더욱 불규칙적인 형태로 나타났다. PIV 실험과 동일 조건으로 수행한 CFD 해석 결과, 후류의 유동 패턴이 0.3m/s이하의 저속인 경우는 PIV 실험 결과와 유사하게 나타났으나, 유속이 0.4m/s일 때는 오일펜스 자체의 유연성으로 인해 다소 차이가 나타났고, 오일펜스 하단의 압력차로 인한 불규칙한 난류가 수면까지 영향을 주었다.

유속의 변화에 따른 오일펜스 만곡부 후면의 속도장과 압력장, 와도 및 난류 강도를 계측한 PIV 실험의 결과 유속이 증가함에 따라 유동 경계역의 후면부에서의 흐름 방향이 전면부의 흐름방향에 가까워지는 현상이 나타났고, 압력 분포의 양상이 달라졌으며 난류도 더욱 불규 칙적인 형태로 나타났다. PIV 실험과 동일 조건으로 수행한 CFD 해석 결과, 후류의 유동 패턴이 0.3m/s이하의 저속인 경우는 PIV 실험 결과 와 유사하게 나타났으나, 유속이 0.4m/s일 때는 오일펜스 자체의 유연성으로 인해 다소 차이가 나타났고, 오일펜스 하단의 압력차로 인한 불규 칙한 난류가 수면까지 영향을 주는 것 같았다.