초록 ▼

□ 연구개요
⦁ 심해 자원 탐사의 목적인 해양 유전 개발과 해저 자원 개발을 위해 해저면의 퇴적환경을 이해하는 것이 대단히 중요함.
⦁ 저탁류(turbidity current)에 관한 연구는 사태에 물이 합쳐진 경우 유체와 토사의 혼합물의 이동과정에서 발생하는 변화 및 침전 과정을 이해하는데 도움.
⦁ 국내 해저 환경과 저탁류에 관한 연구가 대단히 어려우므로 이를 극복하기 위한 대안으로 수치적 연구방법이 대두되고 있는 실정임.
⦁ 이에 본 연구에서는 퇴적물 거동 해석 시뮬레이션을 위한 CFD 기법 연구 및 정립

□ 연구개요
⦁ 심해 자원 탐사의 목적인 해양 유전 개발과 해저 자원 개발을 위해 해저면의 퇴적환경을 이해하는 것이 대단히 중요함.
⦁ 저탁류(turbidity current)에 관한 연구는 사태에 물이 합쳐진 경우 유체와 토사의 혼합물의 이동과정에서 발생하는 변화 및 침전 과정을 이해하는데 도움.
⦁ 국내 해저 환경과 저탁류에 관한 연구가 대단히 어려우므로 이를 극복하기 위한 대안으로 수치적 연구방법이 대두되고 있는 실정임.
⦁ 이에 본 연구에서는 퇴적물 거동 해석 시뮬레이션을 위한 CFD 기법 연구 및 정립을 목표로 하며, 이를 통해 퇴적물 거동에 의한 사고 예방 및 해양플랜트 설치/운영에 지침이 되는 가이드라인 구축하고자 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
⦁ 1차년도: 해양퇴적물 거동 수치해석 방법 분석 및 모델링
-퇴적물 거동 해석 방법 개발을 위한 선행 연구 분석: 선행연구 분석을 통해 해당 문제를 계산하기 위한 수치해석 기법선정 및 개발적용 (DF/FD 기법 적용)
-기존 퇴적물 거동 연구 방법의 결점 분석: 선행 연구 분석을 통해 중력류에 놓인 심해구조물에 대해 세굴의 영향성 평가에 관한 연구는 국내외적으로 전무한 것을 확인하였으며 이와 관련된 연구를 1차년도에 수행
-퇴적물 거동 메커니즘 + 해양 엔지니어링 시스템의 융합 모델 설계: 해양 엔지니어링 시스템 융합 모델 설계를 위해서 세굴 깊이 변화에 따른 중력류에 놓인 심해저 구조물 주위 유동 및 동하중 특성에 대한 연구를 수행
⦁ 2차년도: 해양퇴적물 거동 수치해석 기법 연구 및 개발
-퇴적물 거동 모사를 위한 CFD 기법 연구: 유체+고체로 이루어진 퇴적물의 거동을 모사 위해 다상(Multi-phase)유동 수치해석 기법 구축 (CFD+VOF+DEM)
-퇴적물 거동 모사를 위한 수치해석 기법 개발 및 검증: 삼상유동 해석을 위한 수치해석 코드 정립 및 선행연구 (입자수반 댐붕괴 문제 등) 결과와 검증
⦁ 3차년도: 실제 공학문제 적용 및 설계 가이드라인 구축
-퇴적물 거동이 해양 엔지니어링 시스템에 미치는 영향성 평가: 정립된 CFD
-DEM 연계 다상유동 연성해석 기법을 통해 입자 및 액체 밀도에 따른 3상 유동의 거동 영향성 평가 수행
-해양 엔지니어링 시스템의 안전 설계 가이드라인 제시: 입자가 추가된 댐붕괴 유동해석을 통해 입자/이상유체 거동을 3개 운동특성으로 분류

□ 연구개발결과의 중요성
⦁ LMM/EMM 수치기법의 연계를 통한 조류와 저탁류 입자를 동시에 해석가능한 독창성 있고 실용성 있는 연구임.
⦁ 퇴적물-구조물간 상호작용에 대한 하중해석으로 부유식 구조물의 하중 메커니즘 규명 가능.
⦁ 성층유체내 침전물들의 수학적 모델링을 통해 저탁류 입자의 움직임을 모사하여 저탁류의 메커니즘 규명 가능.
⦁ 성층유체에서의 파/저탁류에 대한 난류유동 특성연구, 운동 메커니즘 규명에 대한 정량적인 연구결과 도출을 통해 데이터베이스 구축 및 설계 가이드라인으로 활용.
⦁ 유체/입자 상호 연계 수치해석 기법은, 심해저 파이프의 관내 유동에 해석에도 적용될 수 있기 때문에 해양 엔지니어링 시스템 개발에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 기대

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 연구개발 필요성 ... 4
• 나. 연구목표 및 연구범위 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 가. 1차년도 연구내용 및 연구결과 ... 6
• 나. 2차년도 연구내용 및 연구결과 ... 7
• 다. 3차년도 연구내용 및 연구결과 ... 7
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 8
• 4. 참고문헌 ... 9
• 5. 연구성과 ... 9
• 끝페이지 ... 11