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Ship-Wake 이론을 이용한 잠수함 항적탐색 가능성
이용철,Lee, Yong-Chol 한국정보통신학회 2011 한국정보통신학회논문지 Vol.15 No.4
자유전단류(Shear free flow) 가정을 이용한 수상함 항적모델을 잠수함에 적용 결과 잠수함 난류항적 지름은 $x^n,\;({\frac{1}{5}}{\leq}n\;<{\frac{1}{2}})$ 에 비례하였으며, 난류항적의 최소 확산을 가정할 때(${\sigma}=50.25$, 즉 ${\infty}\;x^{1/5}$인 경우), 길이65m, 폭 6.5m 속력 6kts 인 잠수함의 난류항적 반지름은 잠수함 함미로부터 1.2Km 후방에서 약 20m, 10Km 후방에서는 약 30m에 달하였고, 해수면에서 관측 가능한 잠수함 난류항적은 잔잔한 해상상태에서 잠수함 후방 약 15Km에 이르는 것으로 나타났으나 쇄파가 발생하는 악천후에서는 해수면에서 난류항적을 관측하기는 매우 제한되었다. 이는 적어도 서해와 같이 얕은 잠수함 작전환경에서는 잠수함 난류항적이 해수면에서 나타나는 것을 의미하며 SAR와 같은 탐지체계를 이용 시 탐색 가능함을 의미한다. The width of a submarine's turbulent wake, using Shear-free and Ship wake theory, is proportional to $x^n,\;({\frac{1}{5}}{\leq}n<{\frac{1}{2}})$ If we assume submarine's length, width, velocity are 65m, 6.5m, 6kts respectively, and the minimum diffusion of turbulent wake ; ${\infty}\;x^{1/5}$, the width of wake behind the submarine is about 20m at 1.2km, 30m at 15km when there is no breaking waves on the sea surface. However, in the case of breaking waves, it is very limited to identify submarine's wake on the sea surface because wind generated turbulent wake has higher turbulent kinetic energy than that of submarine's wake. As a result, there is a high possibility to detect submarine's wake on the sea surface in the shallow water such as the Yellow-Sea using a proper detection method such as SAR. This means that in anti-submarine operations, non-acoustic sea surface serveillance applied turbulent wake will be very effective way to detect a submarine in near future. To do this we have to develop exact theory of submarine's turbulent wake above all.
비음향신호(난류항적)를 이용한 대잠 탐색 및 감시체계 적용방안 연구
이용철,임세한,박종진,진종한,강웅,이문진,김윤배,Lee, Yong-Chol,Lim, Se-Han,Park, Jong-Jin,Jin, Jong-Han,Knag, Woong,Lee, Mon-Jin,Kim, Yun-Bae 한국군사과학기술학회 2012 한국군사과학기술학회지 Vol.15 No.2
Using Shear-free Ship wake theory it was predicted the detectable submarine's turbulent wake on the sea surface was about 12km long when there was no breaking waves on the sea surface. It means that there are sufficient detectable turbulent kinetic energies on the sea surface as well as in the water. In this paper, we have proposed some concepts of non acoustic anti-submarine surveillance systems; SAR for sea surface surveillance, LIDAR for sub-surface surveillance and propelled gliders for under -water surveillance.
임의 λ에 대한 근사해 B(ξ)를 이용한 잠수함 난류항적 특성 연구
이용철,Lee, Yong-Chol 한국정보통신학회 2017 한국정보통신학회논문지 Vol.21 No.8
다양한 ${\lambda}$에 대한 근사적 $B({\xi})$를 이용한 잠수함 난류항적의 특성은 대략 ${\xi}{\approx}0.6$근처에서 $B({\xi}){\approx}{\frac{B({\xi})_{max}}{2}}$, 그리고 ${{\int}_{0}^{{\approx}0.6}}B({\xi})d{\xi}{\approx}0.85{{\int}_{0}^{1}}B({\xi})d{\xi}$인 것으로 나타났다. 본 논문의 전제인 에너지 준 평형상태에 따라 잠수함 난류항적을 기술하는데 $4{\leq}{\lambda}{\leq}8$의 ${\lambda}$가 현실에 보다 부합하였으며, ${\lambda}$는 난류항적 에너지 분포와 반지름, 최대 탐지 거리에 영향을 미치고 있고, 함의 속도는 난류항적의 모양보다는 지속시간에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 극한 경우로 만약 $7{\leq}{\lambda}{\leq}8$이라면 서해에서는 잠수함의 난류항적이 수면에서 관찰될 것으로 판단되나 동해에서는 snorkel을 한 잠수함의 신호를 파악하는 데 사용될 수 있다. Using analytical solution of $B({\xi})$, I could find out the characteristics of Submarine's turbulent wake for the given various ${\lambda}$, which were unknown facts before. As the results, $B({\xi}){\approx}{\frac{B({\xi})_{max}}{2}}$ and ${{\int}_{0}^{{\approx}0.6}}B({\xi})d{\xi}{\approx}0.85{{\int}_{0}^{1}}B({\xi})d{\xi}$ in the vicinity ${\xi}{\approx}0.6$, there was some dependencies on the given ${\lambda}$ though. The values of ${\lambda}$, in the range of $4{\leq}{\lambda}{\leq}8$, are more suitable to describe submarine's turbulent wake realistically, due to the bases on the quasi equilibrium state of turbulent wake. ${\lambda}$ mainly affects on the radius and detection range of the submarine's turbulent wake on the surface, however, the speed of submarine mainly affect on the duration of the wake rather than shape. If $7{\leq}{\lambda}{\leq}8$, it can be expected that the turbulent wake can be seen on the surface in the West sea, however, snorkeling(or snorkeled) submarine's wake can be found easily in the East sea.