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140 제 3발표장 (2일 금) 특별세션-조선해양 다중물리 1. 60m . . . . , . CFD-DEM . CFDEM coupling [1]. 2. 2.1 (CFD) (DEM) CFD-DEM . Cundall and Strack[2] , - linear spring-dashpot . Fig.1 . . 1mm , 2mm . 2.2 CFD-DEM . × , 0.04m . 50 . 2.2.1 Fig. 2 z/D=0.25 . , . Fig. 3 . , 0.7 . Fig.1 Computational domain for CFD-DEM solver 송 성 진 1 , 박 선 호 2* NUMERICAL SIMULATIONS OF SEDIMENT T RANSPORT AND SCOUR AROUND C IRCULAR P ILE USING CFD -DEM C OUPLING M ETHOD S.J. Song and S.H. Park Corresponding author E-mail: [email protected]

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  • 140 제 3발표장 (2일 금)특별세션-조선해양 다중물리

    1. 서 론

    수심 60m 이하에 조성되어 있는 해상풍력발전 단지는 대부분이 고정식 구조물로 설치되어 있다. 이러한 고정식 해양구조물은 구조적 안정성과 비용적인 이유로 주로 근해에 설치되어 수명기간 동안 한 곳에서 운용된다. 따라서 고정식해상풍력발전기의 설계 시 상부구조물의 하중을 안정적으로지지할 수 있는 해상기초구조물의 설치가 중요하게 작용한다. 세굴에 의한 침식현상은 유체 흐름과 구조물의 상호작용으로 기초 구조물 주위의 해저 입자가 유실되는 현상으로정의할 수 있다. 세굴에 의한 침식은 터빈에 작용하는 큰 전복 모멘트를 견뎌야 하는 구조물의 안정성을 저하시키는 원인이며, 이에 대한 대응 연구가 매우 중요하다. 본 연구에서는 CFD-DEM 연계 기법을 이용하여 원형 파

    일 주위의 입자 거동과 유체 흐름을 해석하였다. 수치해석을위해 소스코드가 공개되어 있는 라이브러리인 CFDEMⓇcoupling을 사용하였다[1].

    2. 본 론

    2.1 수치해석 방법본 연구에서는 유체 영역의 해석을 위한 전산유체역학

    (CFD)와 입자의 거동을 해석하기 위한 이산요소법(DEM)으로

    구성된 CFD-DEM 알고리즘이 사용되었다. 이산요소법의 기본적인 개념은 Cundall and Strack[2]에 의해 처음 제시되었으며, 입자-입자간 충돌을 linear spring-dashpot모델로 단순화하였다. Fig.1은 계산영역의 크기 및 격자를 보여준다. 직사각형의 도메인에 해저지반 영역을 확장하여 전체 도메인을 구성하였다. 계산비용을 줄이기 위해 원형 파일 주위에는 1mm 입자를, 세굴의 영향이 적은 부분은 2mm 입자를 분포하였다.

    2.2 계산 결과 및 고찰CFD-DEM 연계기법을이용하여원형파일주위유동과표사

    이동을계산하였다. 레이놀스수는 ×이며, 구조물의직경은 0.04m이다. 사용된 입자는 약 50만개이다.

    2.2.1 원형 파일 주위 속도 분포Fig. 2는 해저면에서 z/D=0.25에 위치한 수평 단면에서 흐

    름 방향의 속도분포를 나타낸다. 유체흐름이 원형 파일을 지나갈 때, 원형 파일의 측면에서 흐름이 가속되면서 해저면의입자가 침식되고 세굴이 발생할 것을 예측할 수 있다. Fig. 3은 침식된 입자에 의해 변화된 해저면의 높이를 나타내었다. 이때, 각 셀에서 입자가 차지하는 부피를 제외한 유체 부피와 셀의 부피비로 정의되는 보이드율을 0.7로 설정하였다.

    Fig.1 Computational domain for CFD-DEM solver

    CFD-DEM 연계기법을 이용한 원형 파일 주위 표사이동과 세굴현상에대한 수치시뮬레이션

    송 성 진1, 박 선 호2*

    NUMERICAL SIMULATIONS OF SEDIMENT TRANSPORT AND SCOUR AROUND CIRCULAR PILE USING CFD-DEM COUPLING METHOD

    S.J. Song and S.H. Park

    1 비회원, 한국해양대학교 대학원 해양공학과2 정회원, 한국해양대학교 해양공학과* TEL : 051) 410-4329* Corresponding author E-mail: [email protected]

  • (2일 금) 제 3발표장 141특별세션-조선해양 다중물리

    Fig. 2 Velocity contours at z/D=0.25

    속도분포에서 예측하였듯이, 침식 과정은 원형 파일의 측면에서 진행된다. 또한, 침식된 입자들은 원형 파일의 뒷면에쌓이고, 이는 후류방향으로 이동하는 것을 확인 할 수 있다. Fig. 4는 시간변화에 따른 원형 파일 전면에서의 세굴 깊이변화를 y축 단면에 나타내어 보여준다. 세굴의 깊이는 일정한 시간까지는 눈에 띄게 변화하고, 세굴은 평형상태로 발달한다.

    3. 결 론

    본 연구는 해류에 노출되어 있는 원형 파일 주위의 유체흐름과 퇴적물 입자의 거동을 해석하였다. 유체흐름과 해저지반을 구성하는 입자의 상호작용을 해석하기 위해 Eulerian기반의 전산유체역학과 Lagrangian기반의 이산요소법을 연계하여 해석하였다. 사용된 해석 코드는 전산유체역학과 이산요소법 각각 소스코드가 공개된 라이브러리를 활용하여 개발하였다.

    Fig. 3 Bed surface elevation at void fraction =0.7

    원형 파일 주변의 유체흐름에 대해 Park]은 Eulerian기반의 전산유체역학을 이용하여 bed shear stress 분포로 세굴을예측하였다[3]. 본 연구의 해석결과, 해저면으로부터 일정한높이에 위치한 수평단면에서의 속도분포를 통해 원형 파일측면의 속도가 큰 부분에서 세굴이 발생할 것을 예측할 수있었고, 이에 해당하는 해저지반 입자가 침식되어 세굴이 발생한 것을 확인할 수 있다.

    Fig. 4 Time evolution of the bed surface elevation

    후 기

    본 연구는 과학기술정보통신부의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 “신진연구지원사업(NRF-2015R1C1A1A02037577, NRF-2018R1A1A1A05020799)”의연구결과입니다.

    참고문헌

    [1] 2012, Goniva, C., Lloss, C., Deen, N. G., Kuipers, J. A. and Pirker, S., “Influence of rolling friction on single spout fluidized bed simulation," Particuology, Vol.10, p.582-591.

    [2] 1979, Cundall, P. A. and Strack, O. D., “A discrete numerical model for granular assemblies,“ geotechnoque, Vol.29, pp.47-65.

    [3] 2017, 박선호, 송성진, 왕해청, 정태환 & 신윤섭., “파라미터 변화에 따른 석션버켓기초에 발생하는 세굴현상에대한 수치해석 연구,” 한국해양공학회지, Vol.31, pp.281-287.

  • 142 제 3발표장 (2일 금)특별세션-조선해양 다중물리

    1. 서 론

    모형 시험을 통해 동적 자세 변화를 고려한 선박의 저항성능을 추정하는 것은 많은 비용이 필요하므로 전산 유체 해석(computational fluid dynamic, CFD)을 이용한 저항 성능 추정 연구가 많이 이루어지고 있다. 대표적으로 WAVIS 해석자를 사용하여 선박의 동적 자세 변화를 고려한 VLCC의 저항성능에 대한 수치 해석을 수행하였다(Kim et al, 2002). Kim & Park(2017)은 OpenFOAM 기반의 HiFOAM을 개발하여 선박의 동적 운항 자세를 고려한 선체 저항 성능을 추정한 바있다. 또한 Kim et al(2017)은 정수 중 선박의 동적 자세가 갖는 선형적 특성에 대해 연구한 바 있다. 본 연구에서는OpenFOAM을 이용하여 정수 중 선박의 동적 자세가 갖는 선형적 특성과 동적 자세를 고려한 저항 성능 추정 연구를 수행하였다.

    2. 수치 기법

    본 연구에서는 선형이 공개되어 있는 KCS(KRISO container ship)를 사용하였으며, 설계 속도는 24knots로 설정하였다. 계산 영역 및 경계 조건을 Fig. 1에 나타내었으며 TF와 TA는 FP와 AP에서의 흘수를 의미한다. 선박의 중앙 횡단면에는 대칭(symmetry) 경계조건을 적용하여 선박의 우현 부분만 수치 해석을 수행하도록 하였다. STAR-CCM+를 사용하여 격자를 생성하였으며, 본 연구에서 사용한 격자 수는 865,890개이다.

    Fig. 1 Computational domain and boundary condition

    3. 결과 및 토의

    정수 중 동적 자세 변화를 고려하여 선박의 저항 성능을추정함에 있어 최종 동적 자세가 정상 상태(steady state)의 특성을 보이므로 실시간으로 동적 자세를 결정할 필요가 없다. 따라서 평면의 방정식을 이용하여 정수 중 선박의 동적 자세를 빠르게 결정할 수 있는 알고리즘을 개발하였다. 평면의 방정식을 이용한 선박의 저항 성능 추정이 유효한지 검증하기위해 사용한 고정 상태에서의 초기 침하 거리(sinkage)와 트림

    sinkage(σ) [m] trim(τ) [rad]fixed

    condition(154 cases)

    0-0.014~0.014

    -4%~-13%×draft

    Table 1 Sinkage and trim conditions

    정수 중 선박의 동적 자세가 갖는 선형적 특성

    김 연 주1, 이 상 봉2*

    LINEAR CHARACTERISTICS OF DYNAMIC ATTITUDE FOR SHIP RESISTANCE IN CALM WATER

    Y.J. Kim and S.B. Lee

    1 정회원, 동아대학교 조선해양플랜트공학과2 정회원, 동아대학교 조선해양플랜트공학과* TEL : 051) 200-7772* Corresponding author E-mail: [email protected]

  • (2일 금) 제 3발표장 143특별세션-조선해양 다중물리

    Fig. 2 Fz and My at given sinkages and trims (trim)에 대한 해석 조건을 Table 1에 나타내었다. 설계 흘수(draft)를 10.8m로 설정하여 초기 침하 거리를 결정하였으며다양한 선박 자세에 대해 154개의 해석 조건을 사용하였다. 상기 해석 조건을 기준으로 하여 KCS의 저항을 수치 해석하였고, 그 결과를 z방향의 힘(Fz)과 y방향의 모멘트(My)로 구분하여 Fig. 2에 나타내었다. Fz와 부력이 평형을 이루는 상태를실선으로 나타내었고, My가 0이 된 상태를 쇄선을 이용하여나타내었다. 실선과 쇄선이 만나는 점에서 정수 중 선박의동적 자세가 결정됨을 알 수 있다. 또한 다양한 상선에 대한동적 자세 분포를 기호 ‘X’로 나타내었으며, 이를 통해 일반상선의 경우 침하 거리와 트림의 양이 크지 않음을 확인하였다. 따라서 세 번의 선박 자세 변경을 통해 평면의 방정식을계산하고 이를 이용하여 정수 중 선박의 동적 자세를 빠르게결정할 수 있다. 상기 알고리즘을 이용하여 KCS의 동적 자세 결정과 수치 해석 결과를 Fig. 3에 나타내었다. 평면의 방정식을 계산하기 위한 세 번의 자세 변화를 A, B, C로 나타내었고, 이 결과를 이용한 최종 동적 자세인 D를 도출하였으며 이에 따른 Fz, My, Fx를 Fig. 3 (a), (b), (c)로 나타내었다. 정수 중 선박의 동적 자세 변화를 고려한 KCS의 실험 결과(CTM = 3.711×10-3)와 비교한 결과 1.2%의 오차를 확인하였다.

    Fig. 3 Iterative history of forces and moment

    3. 결 론

    본 연구에서는 소스 코드가 공개 되어있는 OpenFOAM을이용하여 정수 중 선박의 동적 자세를 빠르게 결정할 수 있는 알고리즘을 개발하였다. KCS의 다양한 자세에 대한 수치해석한 결과를 이용하여 Fz와 My가 침하 거리, 트림에 대해선형성을 나타냄을 확인하였다.

    후 기

    이 논문은 2018년도 정부(미래창조과학부)의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 기초연구사업입니다 (No. NRF-2016R1C1B1010002).

    참고문헌

    [1] 2002, Kim, W.J. Kim, D.H. and Van, S.H., "Computational Study on Turbulent Flows Around Modern Tanker Hull Forms," International Journal for Numerical Methods in Fluid,, Vol.50, No.2, pp.88-94.

    [2] 2017, Kim, G.H. Park, S., "Development of a Numerical Simulation Tool for Efficient and Robust Prediction of Ship Resistance," International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering.

    [3] 2017, Kim, Y.J. Kim, S.Y. Ji, S.G., “정수 중 선박의 동적자세가 갖는 선형적 특성,” 제 7회 EDISON 경진대회, 서울, 10 Nov 2017.

  • 144 제 3발표장 (2일 금)특별세션-조선해양 다중물리

    1. 서 론

    최근, 액화천연가스(LNG) 화물창을 갖고 있는 해양구조물의 수요가 높아지면서 화물창 내부에 발생되는 슬로싱 현상에 의한 충격압력의 정확한 예측이 중요시되고 있다.슬로싱 유동현상에 관해 다양한 연구들이 수행되어졌다.

    해석적 방법, 수치적 방법(Braeunig et al., 2009), 그리고 실험적 방법들을 사용하였으며, 연구 결과의 일부로 기체-액체 밀도비 항이 슬로싱으로 인한 충격압력에 중요한 역할을 한다는 것이 밝혀졌다(Dias, et al., 2007). 이후에, 실험적 접근 방법에서도 기체-액체 밀도비의 변화가 슬로싱으로 인한 탱크내벽의 충격압력에 영향을 주는 것을 확인하였다(Maillard & Brosset, 2009).본 연구는 기체-액체 밀도비의 변화에 따른 슬로싱 충격

    압력 변화를 밝히기 위해 CFD 시뮬레이션을 수행함으로 진행되었다. 3차원의 사각 탱크를 이용하여 각 기체-액체 밀도비에 따른 충격 압력의 변화를 실험결과와 비교하여 그 결과에 대한 타당성을 검증하였다.

    2. 본 론

    2.1 시뮬레이션 조건 및 통계 해석 기법

    슬로싱 유동을 해석하기 위한 CFD 시뮬레이션은 상용 소프트웨어, Star-CCM+로 수행되었다. 1.25×0.1×0.4m (L×B×H)

    크기의 사각탱크가 사용되었으며, 검증 실험에서 사용된 액체-기체 밀도비를(Table 1) 적용하여 탱크 내벽에 부하되는압력추정을 수행하였다.

    Temparature(°C)

    Ullagepressure(bar)

    Airdensity(kg.m-3))

    Liquiddensity(kg.m-3)

    Densityratio

    110 1.434 0.827 950.9 0.0009130 2.703 1.497 934.8 0.0016165 7.922 3.600 900.0 0.004

    Table 1 시뮬레이션 대상 액체와 기체의 밀도비

    슬로싱 현상과 같이 반복적인 주기를 갖는 장시간의 데이터를 분석할 경우, 시계열 데이터만으로 직접적인 비교에 어려움이 존재한다. 따라서 각 주기마다 생성되는 피크 압력값을 이용한 확률적 접근의 통계해석이 필요하다. 본 연구에서는 3-parameter Weibull 분포를 이용한 통계해석을 수행하였다.

    2.2 시뮬레이션 결과 분석

    슬로싱 실험(Maillard & Brosset, 2009)과 CFD 시뮬레이션을 통한 압력값을 비교하였다(Fig. 2). 물과 공기의 밀도비를나타내는 0.0009, LNG와 그 증기를 나타내는 0.004의 케이스를 포함하는 세가지의 케이스의 계산이 수행되었다. Figure 5에서는 밀도비에 따른 density contour를 나타내며, 슬로싱 현상을 비교했을 때, 자유수면의 변화와 유체의 거동이 다소차이가 나는 것을 확인할 수 있다. 세 케이스의 평균오차는P10과 P3min 각각 약 10%의 오차율을 보였다. P10은 피크압력값 중 10개의 가장 큰 값의 평균을 의미하고 P3min은 재

    사각 탱크 내의 밀도비를 고려한 슬로싱 유동에 대한 CFD 시뮬레이션

    유 정 희1, 정 소 명1, 전 규 목1, 최 재 영1, 신 우 진1, 박 종 천1*

    CFD SIMULATION ON SLOSHING FLOW WITH DIFFERENT DENSITY RATIO IN A RECTANGULAR TANK

    J.H. Yoo, S.M. Chung, G.M. Jeon, J.Y. Choi, W.J. Shin and J.C. Park

    1 정회원, 학생회원, 부산대학교 대학원 조선해양공학과* TEL : 051) 510-2480* Corresponding author E-mail: [email protected]

  • (2일 금) 제 3발표장 145특별세션-조선해양 다중물리

    현주기 3분에 대응하는 통계값으로, 총 실험시간의 10%에 해당하는 3분을 재현주기로 하는 통계적 수치이다. 오차가 다소 큰 케이스(DR=0.0016)가 있지만, 전체적인 압력 변화의 경향을 얻을 수 있었다.

    (a) 밀도비 0.0009

    (b) 밀도비 0.014Fig. 1 밀도비에따른density contour (time = 50s)

    (1) P10

    (b) P3minFig. 2 밀도비에따른압력추정값과실험결과와의비교

    3. 결 론

    본 연구에서는 기체-액체 밀도비에 따른 탱크 내의 충격압력값을 추정하기 위하여 CFD 시뮬레이션을 수행하였고, 그 결과를 실험결과와 비교하였다. 밀도비가 커짐에 따라 탱크 내벽에 대한 충격압력은 감소하는 것을 확인할 수 있었고, 이는 실험과 같은 경향성을 보인다. 이를 통해 슬로싱 시뮬레이션과데이터 처리 기법을 정립함으로써 이후의 연구에 적용할 수있다. 이와 같은 기법을 적용함으로써 다양한 타입의 탱크에도적용이 가능하다는 점과, 다양한 유체에 대한 밀도비(ex, 액화수소비, 0.014) 케이스를 수행함에도 적용이 가능하다.

    후 기

    이 연구는 2017년도 산업통상자원부 및 산업기술평가관리원(KEIT) 연구비 지원에 의한 연구임(10070159)

    참고문헌

    [1] 2007, Dias, F., Ghidaglia, J.-M. and Le Coq, G., “On the fluid dynamics models for sloshing,” The 17th International Offshore and Polar Engineering Conference.

    [2] 2009, Braeunig, J.-P., Brosset, L., Dias, F. and Ghidaglia, J.-M.. “Phenomenological study of liquid impacts through 2D compressible two-fluid numerical simulations,” The 19th International Offshore and Polar Engineering Conference.

    [3] 2009, Maillard, S. and Brosset, L., “Influence of Density Ratio between Liquid and Gas on Sloshing Model Test Results,” Proc. 2009 International Offshore and Polar Engineering Conference.

    [4] 2012, Ahn, Y.J., Kim, S.Y., Kim, K.H., Lee, S.W., Kim, Y.H. and Park, J.J., “Study on the Effect of Density Ratio of Liquid and Gas in Sloshing Experiment,” Proc. 2012 International Offshore and Polar Engineering Conference.

    [5] 2015, Karimi, M.R., Brosset, L., Ghidaglia, J.M. and Kaminski, M.L., “Effect of Ullage Gas on Sloshing, Part 1: Global Effects of Gas-liquid Density Ratio,” European Journal of Mechanics – B/Fluids, 53, 213-228.

    [6] 2016, Karimi, M.R., Brosset, L., Ghidaglia, J.M. and Kaminski, M.L., “Effect of Ullage Gas on Sloshing, Part 2: Local Effects of Gas-liquid Density Ratio,” European Journal of Mechanics – B/Fluids, 57, 82-100.

  • 146 제 3발표장 (2일 금)특별세션-조선해양 다중물리

    1. 서 론

    탄소 포집 및 저장 (CCS; Carbon Capture and Storage) 기술은 대표적인 온실가스인 이산화탄소(CO2)를 포집하여 저장(혹은 격리)하는 방법으로 CO2를 대규모로 감축 가능하다는장점이 있다. CCS법들 중(Fig. 1(a))에 해양지중저장(Geological sequestration under seafloor)법은 실행 가능한 중요한 저감법중의 하나이며, 공적 수용성 확보를 위해서는 누출 위험도, 누출 모니터링, 누출시의 환경영향(Fig. 1(b))에 대한 평가가필수적이다. 누출시의 환경영향의 평가를 위해서는 누출된CO2의 거동 및 용해과정과 용해된 CO2(Dissolved CO2, DCO2)의 해수중 확산 예측이 중요하다. 본 연구에서는 해양지중에 저장된 CO2가 다양한 원인으로 해저면에서 해수로 누출되는 경우를 상정하여, 기포 상태로 상승하는 CO2의 해수 중으로 용해되는 과정과 거동, 해수 유동에 따라 DCO2가 확산되는 과정을 수치 시뮬레이션을 통하여 예측하였다.

    (a) (b)

    Fig. 1 Schematic view of (a)CCS and (b)leakage of CO2 from seafloor

    2. 해석 모델

    시뮬레이션에는 기포(~2cm) 상의 CO2의 해수로의 용해 및거동을 정확히 예측하기 위한 Eulerian-Lagrangian 이상 유동(Two phase flow) 해석 기법을 적용한 누출점 근방역 모델(~1km)과, CO2의 거동과 DCO2의 확산에 큰 영향을 미치는조류 및 지형류등의 해수 유동을 재현하고 DCO2의 확산을효율적으로 예측하기 위해 정수압 근사(Hydrostatic approximation)를 적용한 중규모 모델(~100km)을 결합한 다중규모 해양수치모델(Multi-scale ocean model)[1]을 사용하였다.

    3. 해석 조건

    3.1 계산 영역 및 격자계우리나라의 CO2 해양지중저장 후보지중에 하나인 포항만

    부근을 대상으로, x, y 및 z방향으로 각각 45km, 90km와0.8km를 중규모 모델의 해석영역으로 설정하였고, 이중 수평방향으로 한 개의 격자 (크기: 1.5km × 3km × 0.14km)에 근방역 모델을 적용하였다(Fig. 2). 중규모, 근방역 모두 직각격자계를 사용하였으며, 해석에 사용된 격자수는 각각 30 × 30 × 41 및 50 × 50 × 7 이다.

    Fig. 2 Satellite image and horizontal view of grid systems

    다중 스케일 해양모델을 이용한 해저면에서 누출된 이산화탄소의확산 시뮬레이션

    정 대 성1, 정 세 민1*

    DIFFUSION SIMULATION OF CO2 LEAKED FROM SEAFLOOR BY MULTI-SCALE OCEAN MODEL

    D.S. Jeong and S.M. Jeong

    1 비회원, 조선대학교 대학원 선박해양공학과2 종신회원, 조선대학교 선박해양공학과* TEL : 062) 230-7218* Corresponding author E-mail: [email protected]

  • 148 제 3발표장 (2일 금)특별세션-조선해양 다중물리

    3.2 경계 및 초기 조건중규모 모델의 해역 경계면에는, 해수 유동 재현을 위해

    NAO99.jb(http://www.miz.nao.ac.jp/staffs/nao99/)에서 제공하는데이터중 O1, K1, M2 및 S2 조류(Tidal current) 성분을 무반사 조건과 함께 부여하였고, 온도, 염분 등의 Scalar 물리량에는 Neumann조건을 부여하였다. 해저면에는 No-slip조건을 적용하였고, 해수면에서의 일사량, 바람 등의 대기환경은 고려하지 않았다. Scalar 물리량의 초기 조건은 [1]과 동일하게 설정하였다.근방역 해석 모델의 경계조건은 중규모 모델 주변 격자상의

    물리량으로부터 자동적으로 계산된다. 해저면에서의 CO2의 누출면적은 7,200m2이며, 누출량은 연간 3,800ton과 94,600ton의 2 가지로 설정하였으며, 기포 CO2의 직경은 2cm이다.

    3.3 환경영향 평가기준Kita[3]는 해수중 CO2 누출시 pH보다 pCO2의 변화량(△

    pCO2)이 해양생태계에 악영향이 크며, 동물성 플랑크톤에 대한 실험을 통해 △pCO가 5000ppm미만일 때 99.9%가 생존하여 안전계수를 고려하여 500ppm를 기준치로 제안한 바 있다.

    4. 해석 결과

    Fig. 3은 계산영역의 수평방향 중하단 경계부근과 근방역모델 적용 점에서의 수위(Water level)를 국립해양조사원의 결과와 비교하여 보이고 있다. 경계면에서는 정성, 정량적으로일치하는 결과를 보이고 있으나, 해석영역의 중간부분에서는진폭이 차이를 보이고 있다. 누출 후 30일 경과시의, 이상유동 해석영역(근방역)내 누

    출점 부근 y-z 단면에서의 CO2 공극률(Void rate)과 △pCO2를Fig. 4에, 중규모 영역내 y-z 단면에서의 △pCO2를 Fig. 5에보이고 있다. △pCO2는 기준치로 설정한 500ppm이하의 값을보이고 있지만, 누출량이 많은 경우 CO2 기포가 완전히 용해되지 않고 해수까지 도달하는 것으로 추정되는데, 이는 최악의 상황이라고 할 수 있다.

    (a) (b)

    Fig. 3 Comparisons of time series of simulated water levels with measured ones at (a) mid point of south boundary and (b) near leakage point

    (a) (b)Fig. 4 Comparison of void rate of bubble CO2 (top)

    and △pCO2 (bottom) in y-z plane of small-scale region with CO2 leakage amount of (a) 3,800 and (b) 94,600 ton/year after 30 days of leaking

    (a) (b)Fig. 5 Comparison of △pCO2 in y-z plane of

    meso-scale region with CO2 leakage amount of (a) 3,800 and (b) 94,600 ton/year after 30 days of leaking

    5. 결 론

    본 연구에서는 해저에서 누출된 기포 CO2와 용해된 DCO2의 해수중 거동 및 확산을 다중규모 해양수치모델을 이용하여 정성적으로 예측하였다. 이후, 기포 CO2의 직경, 누출위치, 누출면적, 누출량, 온도 및 염분 분포 변화 등의 영향 파악을위한 파라미터 스터디를 수행할 예정이다.

    후 기

    이 논문은 2018년도 정부(교육부)의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 기초연구사업입니다. (No. 2017R1D1A3B03030031)

    참고문헌[1] 2010, Kano, Y., Sato, T., Kita, J., Hirabayashi, S., &

    Tabeta, S. “Multi-scale Modeling of CO2 Dispersion Leaked from Seafloor off the Japanese Coast” Marine Pollution Bulletin, Vol. 60, No 2, pp 215-224.

    [2] 2006, Kita, J., “Impact Assessment of High-CO2 Environment on Marine Organism”. Proceedings of the 8th international conference on greenhouse gas control technologies, Elsevier.