ScholarWorks@경상국립대학교

초록

최근 해상풍력 단지 개발과 선박 운항의 증가로 인해 저주파 대역을 포함한 인위적 수중 소음이 급증함에따라, 해양환경에 미치는 영향을 정량적으로 평가하기 위한 정밀한 소음 전파 예측 기술의 중요성이 대두되고 있다. 특히 파장이 긴 저주파 음파는 해저 지반 깊은 곳까지 에너지가 침투하므로 지층의 탄성적 거동이 음파 전파에 지대한 영향을 미치지만, 기존의 유체 근사 기반 수중음향 모델은 지반 내 전단파 발생 및 해저면에서의 모드 변환 효과를반영하지 못해 예측에 한계가 있다. 이에 본 연구에서는 복잡한 해저 지층의 탄성 특성을 효과적으로 고려할 수 있는 파동방정식 기반의 시간영역 유한차분법알고리듬을 이용하여 수중 음파전달모델을 구현하였다. 구현된 모델은 이론적 해석해 및 표준 포물선 방정식 모델과의 비교검증을 통해 신뢰성을 입증하였다. 나아가 실제 해양 환경과 유사한 복잡한 벤치마크 지층 모델에 적용하여 시뮬레이션을 수행한 결과, 기존모델로는 관찰하기 어려운 지층 경계면에서의 다중 산란 및 탄성 효과가 반영된 복잡한 간섭 패턴을 효과적으로 모사함을 확인하였다. 본 연구 결과는 복잡한 해저 지형 및 지질 특성을 갖는 해역에서의 수중 음파 전달 특성을 정밀하게 규명할 수 있어, 향후 보다 신뢰성 있는 수중 소음 영향 분석 도구로 활용될 것으로 기대된다.

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