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조선공학
조선공학(造船工學, naval architecture)은 선박 및 해양 구조물, 잠수정, 해저로봇, 해양자원탐사 및 채굴용 장비의 설계와 생산, 건조나 운용에 필요한 기초 학문과 응용기술을 배우고 연구하는 학문이다.
개요[편집]
조선공학이란 각종 선박과 물에 설치되거나 또는 물에서 운동하는 물체에 대해 연구하는 공학(工學, engineering)의 한 분야로, 선박 및 관련 구조물의 설계, 해석, 생산, 수리, 운용에 필요한 제반 문제를 연구한다.
조선공학의 소분야는 선박 또는 구조물이 물에서 요구되는 기능을 수행할 수 있어야 하므로, 물 또는 공기에 의해 물체에 작용하는 힘(force)을 구하기 위한 선박해양유체공학(船舶海洋流體工學, marine hydrodynamics) 분야, 구조물 자체가 충분한 강도를 가질 수 있도록 보장하기 위한 선박해양구조역학(船舶海洋構造力學, marine structural mechanics) 분야, 실제 조선소에서 선박 및 구조물을 효율적으로 생산하기 위한 선박해양건조/생산공학(船舶海洋建造/生産工學, shipbuilding/production engineering) 분야, 비교적 최근에 대두된 해양구조물공학(海洋構造物工學, ocean structure engineering)과 관련된 분야, 가장 일찍 발전된 선박저항추진공학(船舶抵抗推進工學, resistance and propulsion of ships) 분야, 상선, 여객선과 군함에서 특히 문제가 되는 선박진동/소음공학(船舶振動/騷音工學, ship vibration/noise) 분야, 수중에서 운동하는 물체와 관련된 잠수공학(潛水工學, diving technology) 분야, 그리고 수중에서의 탐지 수단으로 사용되고 있는 음파에 대한 수중음향학(水中音響學, underwater acoustics) 분야 등이 있다.
역사와 발전단계[편집]
조선공학의 기원[편집]
조선공학을 뜻하는 'naval architecture' 중 앞 부분은 '배'를 뜻하는 그리스어의 'nau','배의'를 뜻하는 라틴어의 'navalis'로부터 왔으며, 뒤 부분은 그리스어의 '달인'을 뜻하는 'arkhi'와 '짓는 사람'을 뜻하는 'tekton'에서 나왔으므로 ‘배를 짓는 달인이 하는 일’의 뜻이다. 이 단어가 처음 쓰이기 시작한 것은 1700~1710년으로 알려져 있다.
전근대적인 조선공학은 16세기 이후 종이와 연필의 사용으로 인한 도면의 도입에 연유하며 관련된 과학(科學, science)은 이미 고대시대부터 발달하였다. 그 기원은 고대 이집트까지 올라갈 수 있으며, 고대에 조선공학 발달에 가장 크게 공헌한 사람은 지레(lever)의 원리를 밝힌 아리스토텔레스(Aristotle)와 부력의 원리로 유명한 아르키메데스(Archimedes)라고 할 수 있다. 지레의 원리는 현대적으로는 정역학(靜力學)적 평형 조건과 등가로 볼 수 있는데, 배의 무게와 부력에 의해 작용하는 복원모멘트 및 정적 안정성(靜的 安定性)에 대한 논의는 지레와 부력의 원리만으로도 충분히 가능하기 때문이다. 나아가 아르키메데스의 저술 중 『포물선의 구적법(Quadrature of the Parabola)』은 선박의 횡단면을 포물선으로 근사하였을 때 배수량과 부심(浮心)을 구하기 위한 작업이었다고 알려져 있다.
조선공학의 발전[편집]
인력과 풍력을 동력원으로 하고 나무로 배를 만들던 시대에는 바다에서 배를 부리고 바람을 이용하는 것과 관련된 기술, 과학의 발전이 있었다. 여기에 본질적인 변화를 가져온 것은 역시 산업혁명의 출발을 알린 영국의 제임스 와트(James Watt)가 발명한 증기기관(蒸汽機關)이었다. 그는 축의 회전운동을 동력원으로 쓸 수 있게 한 증기기관 특허를 1781년 신청하였으며, 1784년에는 증기기관을 이용한 기차에 대한 특허를 신청하였다. 1804년 드디어 최초의 실질적인 기차가 영국의 트레비식(Richard Trevithick)에 의해 웨일즈(Wales)의 남부를 달렸고, 1807년에는 미국의 로버트 풀턴(Robert Fulton)에 의해 승객을 나르는 최초의 기선(汽船)이 뉴욕(New York)과 알바니(Albany) 사이를 달렸다.
19세기 전 기간을 통해 배를 만드는 재료와 추진 방법의 변화가 동시에 일어났는데, 이와 같은 변화의 뒤에는 사회적, 경제적, 군사적 이유들이 있었다. 대서양을 횡단하는 사람과 물자의 엄청난 증가, 수에즈운하로 인한 지중해-인도양 사이의 항해 기간 단축, 대포의 성능 향상 등이 이러한 변화를 일으키는 주요 인자들이었다. 그리고 경제적인 강(鋼) 제련법의 발명, 선박에의 증기기관 원리 적용, 외륜(外輪) 또는 프로펠러와 같은 추진기의 개발 등에 의해 배는 이전과는 전혀 다른 모습을 가지게 되었다.
통계에 따르면 1840년 한 해에 건조되었던 상선(商船)의 90%가 목선(木船)이었던 것에 비해 1910년에는 90%가 강선(鋼船)으로 건조되었다. 이와 같이 배를 만드는 재료의 변화는 배를 추진하는 방식의 변화와 동시에 이루어졌는데, 증기기관과 프로펠러를 사용하여 배를 추진하는 방식, 즉 기관-프로펠러(engine-propeller) 방식이 정착되면서 근대적인 의미의 조선공학 또는 선박공학(船舶工學, naval architecture)이 탄생하였다.
선박해양유체공학의 발전[편집]
흘수에 따른 배수량을 구하기 위해 선도(線圖)를 이용하는 방법은 영국의 조선기사장이었던 딘(Deane)이 1670년 그의 저술 『조선공학원론(The Doctrine of Naval Architecture)』에서 밝힌 바 있다. 또한 정적 안정성에 대한 논의에 메타센터(metacenter)의 개념을 도입하여 복원모멘트의 크기를 쉽게 계산할 수 있도록 한 것은 프랑스의 부기(Bouguer)이다. 그것은 1746년 그의 저서 『선박론(Traite du navire)』에서 이루어졌다.
이와 같은 문제들은 정역학적인 문제들로 유체역학(流體力學, hydrodynamics)의 본질적인 발전이 이루어지기 전에도 다룰 수 있는 문제들이었지만, 수면파와 점성 영향 및 양력(揚力) 특성을 고려해야 하는 유체동역학적인 문제들은 20세기가 되어서야 제대로 다룰 수 있게 되었다.
수면파는 영국의 에어리(Airy)에 의한 선형이론이 1840년 발표되면서부터 비교적 일찍 본격적으로 다룰 수 있게 되었다. 하지만 점성의 영향은 영국의 조지 가브리엘 스토크스경(Sir George Gabriel Stokes)에 의해 1845년 그 지배방정식이 알려진 후에도 점성에 기인하여 평판(平板)에 작용하는 마찰력을 구할 수 없었으며 유동의 형태가 전혀 다른 층류와 난류의 구분도 할 수 없었다.
이는 영국의 오즈본 레이놀즈(Osborne Reynolds)가 1883년 지적하기 전까지는 많은 실험적 결과들을 체계적인 관점에서 볼 수 없었으므로 혼란은 더욱 심하였다. 1904년 독일의 루트비히 프란틀(Ludwig Prandtl)이 경계층의 개념을 발표하면서 점성의 영향을 고려하는 것이 가능해졌고, 또 독일의 마르틴 빌헬름 쿠타(Martin Wilhelm Kutta)와 러시아의 주콥스키(Zhukovsky)에 의해 2차원 날개 단면의 양력을 정량적으로 계산할 수 있게 되면서 근대적인 의미의 유체역학이 성립되었다.
선박해양유체공학의 문제 중 가장 먼저 다루어진 것은 저항추진 문제이며, 다음으로는 파도 중에서의 선박의 운동에 대한 문제가 다루어졌다. 영국의 윌리엄 프루드(William Froude)는 1861년 파도 중에서의 선박의 횡동요 문제를 최초로 다루었으며, 러시아의 크릴로프(Krylov)는 1896년 종동요(縱動搖) 문제를 다루었다.
선박해양구조역학의 발전[편집]
근대과학의 시조로 알려진 갈릴레오 갈릴레이(Galileo Galilei)는 1638년 『새로운 두 과학(two new sciences)』을 저술하였는데, 여기서 두 과학은 재료역학(材料力學, strength of materials)과 동역학(動力學, dynamics)을 뜻한다. 그는 배를 보(beam)로 근사하여 자중에 의해 파괴되는 목선의 종강도(縱强度)에 대한 문제를 처음으로 생각해 재료역학의 문을 열었다. 보의 순수 굽힘에 대한 이론은 차후 스위스의 다니엘 베르누이(Daniel Bernoulli)와 레온하르트 오일러(Leonhard Euler), 프랑스의 나비에(Navier)와 세인트 베넌트(Saint Venant)에 의해 보다 완벽하게 얻어졌다. 그리고 러시아의 티모쉔코(Timoshenko)에 의해 전단 변형의 영향까지 고려할 수 있는 식이 얻어졌다.
프랑스의 피에르 부게르(Pierre Bouguer)는 1746년 파도와 선체의 상대 위치에 따른 부력과 자중 분포를 고려하여 호깅과 새깅의 개념을 처음 언급하였다. 이 문제는 차후 영국의 윌리엄 존 메쿠옴 랭킨(William John Macquorn Rankine)에 의해 그 해답이 주어졌다. 영국의 킹(King)은 1944년 파장이 선체 길이와 같고 파도가 파장의 1/20인 트로코이드파(trochoidal wave)를 '표준파'로 사용하여 파도에 의한 굽힘모멘트를 선박 구조설계에 적용하는 방안을 제시하였다.
현재 선박 구조해석을 위해 가장 많이 쓰이는 방법은 유한요소법으로 볼 수 있다. 영국의 바론 레일리 3세(3rd Baron Rayleigh)는 1877년, 그리고 스위스의 발터 리츠(Walther Ritz)는 1908년에 고유치의 최솟값을 구하는 근사적인 방법에 대해 발표한 바 있고, 러시아의 보리스 게오르기예비치 갤러킨(Boris Grigoryevich Galerkin)은 1915년 일반적인 미분방정식의 해를 매우 간단한 함수로 가정하여 근사해(近似解)를 구하는 방법을 제시하였다.
또한 독일에서 미국으로 이주한 리처드 쿠란트(Richard Courant)는 1943년 변분법의 근사해를 구하는 방법에 대한 논문을 발표하였다. 이와 같은 근사해 법들은 1960년대 컴퓨터의 개발, 보급과 더불어 유한요소법의 발전을 촉진하였다. 미국의 NASA는 NASTRAN을, 또 버클리 소재 캘리포니아대학(UC Berkeley)은 SAP IV를 개발했으며 코드(code)를 개방함으로써 유한요소법의 활용을 촉진하였다. 현재는 대부분의 구조, 진동 문제 해석에 상용(commercial) 유한요소법 코드들이 사용되고 있다.
선박해양생산/건조공학의 발전[편집]
19세기에 목선으로부터 강선으로 탈바꿈한 선박의 건조는 초기에는 리베팅(rivetting)에 의한 접합을 사용하였으므로, 건조 기간이 몇 년씩 걸렸다. 제2차 세계대전 중 연합군은 독일 해군의 잠수함에 의해 대서양 항로에서 막대한 손실을 입었는데, 영국과 미국 정부는 이와 같은 상황에 대처하여 대량으로 표준 선박을 건조하는 리버티선(Liberty ships) 계획을 수립하고 실행에 옮겼다.
이 계획에 참여하였던 미국의 헨리 존 카이저(Henry John Kaiser)는 20세기 초에 개발되어 부분적으로 사용되고 있던 용접기술을 선박생산에 전면적으로 적용하였다. 그리고 배를 100개 이하의 블록으로 분할하여 조립라인의 개념을 도입한 조선소를 미국 서해안의 리치몬드(Richmond)에 건설하여 새로운 개념의 선박생산을 시도하였다. 전쟁 기간인 1941년~1945년까지 4년 동안 미국의 18개 조선소에서 10000톤 정도의 화물선인 리버티선이 2710척 지어졌는데, 이와 관련하여 정립된 용접기술과 블록분할을 적용하는 생산기술은 차후 조선계의 기본으로 자리 잡게 되었다.
해양구조물공학의 발전[편집]
20세기 중반에 이르러 유가가 점점 인상되자, 점점 깊은 바다 밑에 저장되어 있는 석유가 경제성을 가지게 되었으며, 1980년대에 이르면 유연식(柔軟式)과 부유식 해양구조물의 필요성이 대두되었다. 유연식은 해저에 파일(pile)을 박아 기초로 하는데 수평방향의 운동을 어느 정도 허용하는 방식을 뜻한다. 부유식은 수상에 떠있는 플랫폼을 뜻하는데, 반잠수형(半潛水型)과 수상선형(水上船型)이 있다.
21세기에 들어서서는 효율적인 심해(深海)의 석유 개발을 위해 근처에 있는 여러 개의 유전을 해저 시스템으로 연결하여 하나의 대형 호스트 플랫폼을 설치하는, 즉 클러스터(cluster)를 설치하는 경우도 발생하고 있다.
선박저항추진공학의 발전[편집]
영국의 스미스는 1835년 아르키메데스의 나사펌프를 본뜬 프로펠러에 대한 특허를 신청하였다. 펌프는 연직(鉛直)방향으로 물을 이송시키는데 사용되지만 이것을 수평방향으로 이송하도록 하면 작용 반작용의 법칙에 의해 수평방향으로 추진력을 발생시킬 수 있다는 점을 이용한 것이었다.
영국의 윌리엄 프루드(William Froude)는 1871년 토키(Torquay)에 길이 75m의 시험수조를 건설하여 모형시험(模型試驗)에 의한 선박의 저항추정법에 대한 연구를 시작하였으며, 그들 부자에 의해 정립된 방법은 지금도 저항추정의 근간을 이루고 있다. 이들의 연구와 관련하여 가장 놀라운 점은 저항의 구성 성분 중 가장 중요한 마찰저항과 관련된 문제들에 대해 기본적인 이해가 얻어지지 않은 시점에서 모형시험의 결과를 실선으로 확장하는 방법을 정립하였다는 점이다.
선박진동소음공학의 발전[편집]
질량-스프링계의 공진(共振)은 레온하르트 오일러에 의해 1739년에 이미 알려져 있었으나, 20세기 초가 되어서야 디젤엔진을 탑재한 강선의 경우 선박의 공진이 구조 안전성에 치명적인 결과를 초래할 수 있음이 알려졌다. 1970년대 초 유럽을 중심으로 당시 매우 열악했던 선원의 거주환경을 개선시키기 위해 많은 노력이 있었으며, 1980년대 초 선원의 근무환경 보호를 위해 국제해사기구(IMO: International Maritime Organization)에서는 선박소음 허용기준을 제정하였다. 이후 선박소음 저감기술의 발전이 지속적으로 이루어지고 있다.
잠수공학의 발전[편집]
잠수를 장시간 하기 위해서는 산소의 공급을 받아야 하며, 산소 공급의 방법에 따라 잠수 방식은 크게 두 가지로 나눈다. 해상에서 공급되는 산소를 연결장치를 통해 공급받는 해상 공급 잠수(海上供給潛水)와 등에 멘 압축공기통으로부터 산소를 공급받는 스쿠버(self-contained underwater breathing apparatus) 잠수이다. 해상 공급 잠수는 1839년 영국의 시베(Siebe)에 의해 생산된 헬멧과 잠수복이 그 기본 장비가 되었으며, 스쿠버 잠수는 1943년 프랑스의 자크 이브 쿠스토(Jacques-Yves Cousteau)와 에밀 가냥(Emile Gagnan)에 의해 만들어진 호흡조절기와 압축공기통이 그 기본 장비가 되었다.
오늘날 해상 공급 잠수는 주로 해난구조, 토목공사에 사용되고, 스쿠버 잠수는 연구, 조사, 레저 스포츠에 사용된다. 해상 공급 방식이지만, 보다 간단한 형태인 스누바(snuba) 또는 후카(hooka) 잠수는 얕은 수심에서 해녀 또는 선박의 세정작업 등에 쓰인다.
수중음향학의 발전[편집]
1912년 타이타닉호의 침몰과 제1차 세계대전은 수중음향기술이 본격적으로 발달되는 계기가 되었다. 빙산에 충돌하여 침몰한 타이타닉호의 비극을 계기로 빙산의 위치를 사전에 탐지할 수 있는 기술이 필요해 졌으며, 1차 세계대전 중 독일의 잠수함에 의해 연합국의 수상함이 막대한 피해를 입자 이에 대처하기 위한 수중 목표물 탐지기술의 필요성이 고조되었다. 1914년 캐나다의 레지널드 오브리 페선던(Reginald Aubrey Fessenden)은 발진기(oscillator)를 사용하여 측심(depth sounding), 수중통신(underwater communication), 반향 거리 탐지(echo ranging) 기능을 선보였다. 1919년 독일의 리흐테(Lichte)는 최초의 수중음향학에 대한 이론적 논문을 발표하였다.
수중 물체의 위치를 탐지하는 데는, 대상 물체가 만들어내는 소리를 직접 수신하는 수동소나와 음파를 방사하여 되돌아오는 음파, 즉 반향(echo)으로부터 대상 물체에 대한 정보를 얻는 능동소나가 있다. 제1차 세계대전과 제2차 세계대전 사이의 20년 동안 소나에 대한 연구는 엄청난 발전을 이룩하였으며 특히 압전 물질(壓電物質)의 개발에 따라 많은 진전을 이루었다.
접근 방법[편집]
조선공학의 문제들을 해결하는 데는 이론, 실험, 수치적인 방법론이 모두 사용된다. 이론은 유체역학, 고체역학(固體力學, solid mechanics), 동역학(動力學, dynamics), 열역학(熱力學, thermodynamics)의 기본적인 원리들에 응용수학적인 방법을 적용하여 풀고자 하는 문제들에 대한 해를 제공한다. 또 실험을 계획하거나 수치적인 방법의 적정성을 판단할 때 가장 믿을만한 길잡이가 된다. 실제 문제들에 대해서는 기하학적 형상, 또는 물질의 재료적 성질, 그리고 문제에 내재된 물리적 특성의 복잡성 때문에 이론적인 방법이 정확한 해를 주지 못하는 경우가 많으며, 이때는 실험적 방법, 즉 모형시험 또는 수치적인 방법을 사용하여 필요한 해를 얻을 수 있다.
일반적으로 모형시험은 시간과 비용이 많이 소요되는데 반해 컴퓨터의 계산속도는 매년 빨라지고 용량은 증대되며 소프트웨어의 발전도 매우 빠르므로 수치적인 방법의 사용빈도가 점차 높아지고 있다. 특히 수치적인 방법을 사용하여 최종적으로 시험하고자 하는 모형에 대한 변수들의 범위를 줄일 수 있으므로 시험의 횟수를 최소화하는데도 수치적인 방법은 큰 도움이 된다. 계산량의 방대함 때문에 풀기 힘들다고 여겨지던 많은 문제들이 이제는 컴퓨터의 도움으로 일상적으로 푸는 문제들이 된 것도 많다.
연구 영역[편집]
선박해양유체공학 분야[편집]
손상된 선박의 경우를 포함하여 대각도 경사(large angle list)된 선박의 복원성에 대한 연구는 여러 관점에서 연구되고 있으며, 매개변수 공진에 의한 전복(轉覆)의 위험과 대각도 횡동요(橫動搖)에 의한 동적 안정성의 평가 또한 주요한 연구 과제이다.
규칙파 및 불규칙파 중에서의 선박의 6 자유도 운동의 해석은 주파수 영역 및 시간 영역에 대해 다양한 방법을 사용하여 수행되고 있으며, 선박 운동의 결과 발생하는 슬래밍(slamming), 휘핑(whipping), 갑판 녹수(淥水) 등의 현상에 대해서도 연구가 진행되고 있다. LNG선의 슬로싱에 대한 연구도 중요한 과제이며, 수면파의 비선형성, 쇄파의 영향 등에 대한 연구도 해야 할 일이 많은 과제들이다.
선박해양구조역학 분야[편집]
주어진 하중에 대한 구조물의 변형과 국부적으로 작용하는 응력 등 구조 응답(構造應答)을 여러 가지 실험이나 해석기법을 이용하여 구하고 그 결과를 평가한다. 실제 배와 해양구조물의 구조 형상은 매우 복잡하기 때문에 아직까지는 구조 거동을 완벽하게 모사할 수 있는 해석 수단은 개발되어 있지 않다. 과거에는 이론적 해석법이 많이 적용되었으나 1960년대 초반 구조물을 수많은 요소로 분할하여 실제 구조물과 매우 유사하게 모델링하여 해석하는 유한요소법이 도입되었다. 차후 컴퓨터의 연산 능력과 기억용량의 비약적인 발전에 따라 강력한 구조해석 수단으로 활용되고 있다.
선박해양건조/생산공학 분야[편집]
조선 관련 생산기술의 중요한 과제는 역시 용접, 자동화, 정도 관리 등으로 볼 수 있다. 후판 및 박판, 다양한 소재의 용접 및 수중을 비롯한 각종 특수 용접은 항상 중요한 연구 과제이며, 관련 분야의 연구 개발 수준에 맞추어 연구를 진행하고 있다. 또한 자동화는 흐름 생산과 더불어 인력의 효율적인 배치를 위해 아주 중요한 요소이며, 로봇공학의 적용 또한 중요한 과제이다. 각종 가공과 용접의 정도 관리는 효율의 제고뿐만 아니라 제품의 품질을 높이기 위해서 반드시 이루어져야 하므로 매우 중요하게 여겨지는 분야이다.
해양구조물공학 분야[편집]
유연식 또는 부유식 구조물에 작용하는 유체력은 파도, 해류, 바람에 기인하는데, 이들 중 설계시 운동 응답(運動應答)을 얻기 위해 시간에 따라 변화하는 힘으로 고려해야 할 가장 중요한 부분은 파도에 의한 힘이다. 해양파에 의해 기진되는 구조물의 운동 특성은 모든 부유식 해양구조물에 대해 매우 중요한 설계 정보이며, 특히 위치제어를 위한 추진기의 특성 및 제어, 계류 체계의 영향 등에 대한 연구도 중요한 연구 과제이다.
선박저항추진공학 분야[편집]
모형선시험 결과로부터 실선의 저항을 추정하는 방법은 대부분 ITTC 1978 방법을 사용하고 있으므로, 형상 저항과 관련된 문제를 제외하면 큰 문제가 될 것이 없다. 그러나 저항 성분을 정확하게 분해하여 계산 또는 실험에 의해 구한 값과 비교, 분석하는 연구는 아직도 갈 길이 멀다고 할 수 있다. 계산할 수 있는 저항 성분과 계측할 수 있는 저항 성분들이 같지 않음에 기인하는 어려움이 있으며, 이를 극복하고 각 저항 성분들의 상호작용에 대한 이해를 깊게 하기 위해 보다 근본적인 연구들이 이루어지고 있다.
프로펠러의 추진 성능 추정을 위해 선박의 반류를 정확하게 재현하기 위한 연구는 실용적으로 매우 중요한 과제이며, 대형 공동 수조의 사용과 더불어 중요성이 더욱 부각되고 있다. CFD 코드를 사용한 점성과 수표면 파동, 난류를 모두 고려한 선체 주위의 유동을 고려하여 실선 크기에 대한 결과를 얻는 것과 자항시험의 결과를 정확히 분석, 비교하는 것도 남아있는 과제이다.
선박진동/소음공학 분야[편집]
선박진동 분야에서 가장 기본적으로 다루어지는 문제는 프로펠러 기진력과 주기관 기진력에 의해 유발되는 선체진동(船體振動)과 축계진동(軸系振動)이다. 선박이 점점 고속화, 대형화, 경량화되면서 기진력은 커지는 반면 구조강도는 약해지고 있으므로 과거에 비하여 진동 관점에서는 선체진동과 축계진동의 중요성이 더욱 부각되고 있다.
선박소음 분야에서는 일반적으로 통계적 에너지 해석법을 비롯한 파워 흐름법 등 에너지 평형에 기반한 방법을 사용하고 있으나, 이들 방법은 고주파수일 경우에 한하여 유효하다는 제약이 있다. 따라서 이 단점을 해결하기 위해 중고주파수에 대하여 유효한 해석기법을 개발할 필요성이 있다. 해석기법 자체의 연구와 함께 복잡한 물리현상을 거쳐 나타나는 산물인 선박소음을 좀 더 정확히 예측하기 위해 선체구조의 음향방사효율, 선체 및 내장재의 음향 특성 등 관련 세부 분야에 대한 연구도 함께 진행되어야 한다.
잠수공학 분야[편집]
잠수기술은 해양과 관련된 모든 과학을 발전시키는 데 필요한 필수적인 기술이며 해중 및 해저에서 수행되는 모든 기술의 기본이다. 특히 산업 잠수는 해중과 해저의 상태 조사, 석유 생산시설 및 파이프라인 매설 작업, 선박 및 해양구조물 수리, 오염방제, 수중구조물 점검 및 공사감리, 수산자원 조사 및 개발, 해난 사고 처리, 항만 및 항로 조사 정비, 심지어 해양 공간 이용 및 관광산업과도 밀접한 관계를 맺으며 활용되고 있으므로 이들 각 분야에 대한 연구는 지속적으로 진행되어야 한다.
수중음향학 분야[편집]
해저 및 수중탐사에 필요한 기술, 장비의 개발은 아직도 많은 과제가 남아있으며, 바다에서의 음향 전파에 대한 물리적 이해, 수치적 계산 또한 중요한 과제이다. 현대전에서는 수상함 및 잠수함의 피탐 성능과, 수중통신 및 탐지 성능이 전쟁의 승패를 좌우하는 중요한 요소로 간주되므로 자함에서 발생하는 수중방사소음(URN: Underwater Radiated Noise)을 줄이기 위한 연구가 더욱 활발히 이루어지고 있다. 최근에는 선박으로부터 방사되는 소음이 해양생태계에 미치는 영향에 대해서도 활발한 연구가 이루어지고 있다.
참고자료[편집]
- 〈조선공학〉, 《학문명백과 : 공학》
- 〈조선공학(造船工學)〉, 《한국민족문화대백과사전》
같이 보기[편집]
