초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 연안 구조물의 정온도에 큰 영향을 미치는 부유식 마리나와 수상 태양광 발전 구조물등에 적용할 수 있는 운동 저감형 다목적 부유체 개발을 목표로 하였다. 부유체와 연결된 몰수체의 운동 상호 작용 원리를 이용하여, 상부 부유체의 파랑중 안정성을 확보하기 위해, 하부 몰수체간 최적 연결 조건을 파악, 분석하고, 최종적으로 한국 연안환경에 최적화된 몰수체 형상 및 연결체 조건을 제시하였다.
구체적으로 부유체와 몰수체의 수학적 모델링 완성과, 수치조파수조 기법을 이용한 수치해석을 통한 최적의 연결조건 파악

□ 연구개요
본 연구는 연안 구조물의 정온도에 큰 영향을 미치는 부유식 마리나와 수상 태양광 발전 구조물등에 적용할 수 있는 운동 저감형 다목적 부유체 개발을 목표로 하였다. 부유체와 연결된 몰수체의 운동 상호 작용 원리를 이용하여, 상부 부유체의 파랑중 안정성을 확보하기 위해, 하부 몰수체간 최적 연결 조건을 파악, 분석하고, 최종적으로 한국 연안환경에 최적화된 몰수체 형상 및 연결체 조건을 제시하였다.
구체적으로 부유체와 몰수체의 수학적 모델링 완성과, 수치조파수조 기법을 이용한 수치해석을 통한 최적의 연결조건 파악 및 분석, 이를 검증하기 위한 실험 수행 및 결과 비교, 그리고 각 환경조건에 대한 부유체의 운동저감 효과 파악 및 분석을 수행하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
포텐셜 유동 이론의 경계 적분 방정식을 이용하여 상부 부유체와 하부 몰수체의 삼차원 수학적/수치적 모델링을 완성하였다. 이를 통해, 부유체와 몰수체의 운동 상호 작용으로 인해 특정 주파수 영역에서 상부 부유체의 운동이 저감되는 현상을 수치적으로 재현함으로서 부유체 운동 저감 효과를 극대화 할 수 있는 몰수체의 형상 및 연결부의 조건을 파악하였다.
완성된 운동 저감형 부유체와 몰수체 수치 모델링을 이용하여, 상부 부유체의 수직 운동에 영향을 미치는 몰수체의 형상, 연결 재료의 강성 및 길이에 대한 매개변수 연구를 수행하였다. 또한, 수치 해석으로 파악하기 어려운 몰수체의 유체 점성 효과를 고려하기 위해, 조파 수조 실험을 수행하였고, 몰수체 형상, 위치 및 구속 조건에 따른 점성 감쇠 계수의 추정과 상부 부유체의 운동 저감 효과를 확인하고, 수치해석 결과와 비교 검증하였다. 검증된 수치 모델링에 불규칙 입사파 입력 조건을 추가하고, 다양한 불규칙 파랑 하중에 의한 부유체의 운동 저감 효과를 추정하였다. 특히, 대표적 수도권 마리나항인 경인항의 환경조건을 파악하여, 한국 연안 환경에 적합한 운동 저감형 다목적 부유체-몰수체의 기본적인 설계 조건을 제시하였다.

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구를 통해 다목적 부유식 연안 구조물의 동적 안정성 향상에 기여할 수 있으며, 몰수체 연구의 기초 연구로서 향후 다양한 첨단 부유체 설계 기술 연구의 토대가 될 수 있다. 해양 레저 부유식 구조물, 특히, 부유식 마리나 항만의 경우, 바람이나 주변 선박 운항으로 인한 부유식 구조물의 운동(동요)를 저감할 수 있어, 마리나 접안 시설의 동적 안정성을 확보할 수 있다. 또 수상 태양광 발전기의 정온도 향상으로 발전 효율을 증대 시킬 수 있다. 부유체 형상 및 조건에 맞는 몰수체를 설계하여 이를 간편하게 설치 운용할 수 있기 때문에, 기존설치 부유체 구조물에 쉽게 적용할 수 있어, 기존 부유체의 안정성능 및 가동율을 향상시킬 수 있다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1. 연구의 필요성 ... 4
• 2. 연구의 최종 목표 및 연구 범위 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 9
• 4. 참고문헌 ... 10
• 5. 연구성과 ... 10
• 끝페이지 ... 12