해류 수직분포에 따른 위험유해물질의 확산특성 수치해석 및 예측모델 개발

Abstract

본 연구의 목적은 위험유해물질의 확산특성에 해류 수직분포가 미치는 영향을 수치해석을 통해 분석하고, 이를 토대로 한 HNS의 확산 예측모델의 개발에 있다. 3차원 시뮬레이션을 수행하기 위해 상용코드 ANSYS FLUENT 17.2를 사용하였고, RANS(Reynolds-Averaged Navier-Stokes) 모델과 standard k-ε 모델을 통해 HNS의 유출을 계산하였다. 본 연구에서는 부유성 HNS에 대한 사고 선박 근접역에서의 해류 수직분포에 따른 영향을 분석하기 위해 표면층 해류속도, 심층부 해류속도, 표면층 깊이, 그리고 파공면의위치를 입력변수로써 사용하였다. 입력변수에 따른 확산특성의 분석은 HNS의 확산분포, 전파속도 및 경계면 도달시간에 대해 수행된다. 수치해석을 통한 HNS 확산특성의 예측을 위해서는 시뮬레이션 데이터를 주로 사용하는 메타모델링 기법인 Kriging model을 사용하여 확산특성을 예측하고자 하였다. Kriging model을 통한 해류 수직프로파일에 따른 근접역에서의 확산특성에 대한 예측모델은 HNS의 유출 사고에 대한 광역에서의 수치해석에 유용한 정보로써 사용될 수 있다. 예측모델의 검증은 추가적인 시뮬레이션을 수행을 통한 비교를 통해 모델의 정확도를 검증하고자 하였다.