선내 계측 추진기소음을 이용한 선박의 수중방사소음 추정

Abstract

해상 물동량 증가로 인한 선박의 고속화, 대형화에 따라 수중방사소음이 증가하고 있으며, 이로 인해 해양 생태계가 위협 받고 있다. 선박의 수중방사소음을 식별하고 저감하기 위하여 다양한 연구가 수행되고 있으나, 현재는 선박 수중방사소음 계측 데이터조차 부족하여 선박이 실제로 어느 정도의 수중방사소음을 방사하는 지에 대한 이해조차 부족한 상황이다. 선박 수중방사소음 계측 데이터가 부족한 가장 큰 이유는 표준 계측 방법(ISO 17208-1) 적용 시 바다에 수중 하이드로폰 어레이를 설치하고 정해진 경로를 따라 선박이 운항을 하는데 요구되는 시간, 비용 때문이다. 이러한 한계를 극복하기 위하여, 본 연구에서는 실제 선박의 추진기 상부 선체 표면에서 추진기소음을 계측 하여 선박의 수중방사소음 레벨을 추정하였다. 선내에서 추진기소음을 계측하기 위하여 추진기 상부 선체에 6개의 하이드로폰을 선체 바깥쪽으로 돌출되도록 설치하였으며, 다양한 선속 조건에서 소음 계측을 수행하 였다. 단극자 소음원 가정 및 빔포밍 방법을 활용하여 해당 선속에서의 소음원 레벨을 계산하였다. 선내에서 계측 및 추정한 소음원 레벨 결과의 비교를 위해 ISO 17208-1 수중방사소음 계측 방법에 입각하여 바다에 부이(bouy)형태로 수중 하이드로폰 어레이를 설치하였으며, 각 시험 조건에서 선박 수중방사소음을 계측하 였다. 계측한 데이터의 신뢰성을 확인하기 위해 시험 반복성 및 센서 타입에 따른 계측 결과 비교를 수행하 였으며, 선내 계측 결과와 선외 계측 결과의 상관관계 분석을 수행하여 선내에서 계측한 추진기소음으로 수 중방사소음을 추정할 수 있는 가능성을 확인하였다. 각 운항조건에서 선내 계측 추진기소음을 활용하여 추진 기소음 소음원 레벨을 추정하였으며, 선외 수중부이에서 계측한 수중방사소음 결과와 비교하였다.