• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.103-103
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• 2021

실험실에서의 파랑생성에 흔히 사용되는 피스톤형 조파장치는 수심에 따라 유속이 동일하게 생성된다는 제약이 있어 주로 천해파의 생성에 적합한 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 이러한 제약조건 없이 다양한 유속분포의 파형을 생성하는 수직 다열화된 조파장치가 개발되었다. 우선, 수심방향으로 이산화된 각 패들(paddle)의 스트로크에 대해 선형해석해가 유도되었다. 개발된 해석해는 패들의 수 및 유속분포에 따라 기존의 피스톤형 혹은 플랩형 조파장치 해석해로 근사함이 밝혀짐으로써 포괄적으로 활용될 수 있음이 확인되었다. 즉 개발된 해석해를 활용하면 선택적으로 피스톤형 및 플랩형 조파성능이 구현될 수 있다. 더불어 개발된 해석해는 다상유체의 내부파 생성에도 확정되어 적용가능함이 확인되었다. 다음으로, 개발된 조파장치를 수치적으로 구현하였다. 오픈소스 3차원 수치모형인 OpenFOAM 중, 두 개 이상의 불연속 및 비압축 유체에 대한 Navier-Stokes 방정식을 해결하는 수치 모듈을 사용하여 제안된 수직다열화된 조파장치의 성능이 평가되었다. 이때 동적격자모델(olaDyMFlow)을 결합함으로써 개발된 조파장치 움직임이 물리적 조파장치와 흡사하도록 수치적으로 구현하였다. 모의결과, 여러 개의 다열화된 패들이 층류 흐름 조건에서 심해파를 효율적으로 생성시키고, 중간수심 파랑조건에서는 제안된 조파장치가 상대적으로 덜 유리함을 확인할 수 있었다. 마지막으로 공기, 기름 및 물 등 3상의 흐름조건에서 단 두 개의 패들을 활용하여 각각 내부파 및 표면파를 생성하되었으며, 모의 결과는 해석해과 비교됨으로써 개발된 조파장치의 성능이 검증되었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.93-99
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• 2022

본 연구에서는 바닥 조파장치가 설치된 3차원 조파수조에서 재현된 규칙파에 대한 해석해를 유도하였다. 바닥 조파장치로 삼각형 형상, 사각형 형상 및 두 형상이 복합된 형상이 적용되었다. 선형파 이론과 움직이는 바닥에 대한 경계조건, 동역학적 및 운동학적 자유수면 경계조건을 이용하여 조파수조 내의 3차원 속도포텐셜을 유도하였다. 그리고, 이로부터 각 방향 성분의 유속과 자유수면변위에 대한 해석해를 구하였다. 유도된 해석해는 바닥 조파장치가 설치된 조파수조에서 규칙파의 전파 특성에 대해 물리적으로 타당한 결과를 보였다. 바닥 조파장치가 snake 형태로 움직이는 경우의 비스듬히 전파하는 파랑의 조파에 대해서도 해석해를 유도하였으며, 해석 결과는 이론적으로 예측한 결과와 일치하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.58-71
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• 2022

본 연구에서는 바닥 조파장치가 설치된 수로에서 재현된 규칙파의 2차원 유속장에 대한 해석해를 유도하였다. 바닥 조파장치로 삼각형 및 사각형 형상이 적용되었다. 선형파 이론과 움직이는 바닥에 대한 경계조건, 동역학적 및 운동학적 자유수면 경계조건을 이용하여 속도포텐셜을 유도하였으며, 이로부터 각 방향 성분의 유속에 대한 해석해를 구하였다. 적분식 형태로 유도된 속도포텐셜 및 유속에 대한 해석해를 수치해석으로 계산하였다. 유도된 해석해는 바닥 조파장치가 설치된 조파수로에서 규칙파의 유속 특성에 대해 물리적으로 타당한 결과를 보였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권3호
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• pp.293-300
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• 2013

본 연구는 해상풍력발전을 위한 기초적인 연구로서 풍력타워에 가해지는 조파에 대한 타워의 거동을 해석하기 위한 장치를 구축하여 그 타당성연구를 하고자한다. 파고 발생이 수조 내부에서 적절히 만들어졌으며, 이를 고속카메라와 파고계를 이용하여 시간에 따른 인공적인 파고의 발생을 측정하였으며, 이때 조파기는 세 가지 주기에 따라 파고를 발생시켰다. 본 연구에서 최저 20mm에서 시작해서 최고 34mm까지의 파고를 만들어 낼 수 있는 조파수조를 설치하여 파고를 이용한 구조물과의 상관관계를 밝히는 데 큰 도움이 되었다. 고속카메라로 촬영한 가시화된 파고를 살펴보면 소파장치가 없을 때는 단순조화운동에 그쳤으나, 소파장치를 설치한 경우에는 진행파임을 확인할 수 있었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제30권6호
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• pp.337-342
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• 2018

인공 파도 발생장치를 갖춘 2차원 조파수조는 해안공학 분야 수리실험을 위한 핵심 연구시설이다. 최근 국내에 길이 50 m의 2차원 조파수조가 새로 구축되었다. 이 조파수조에는 수조 바닥 자체에 경사 구간을 두었고, 최신 조파이론이 반영된 조파시스템을 도입하였으며, 수위 조절 회류 시스템을 갖추었다. 본 논문에서는 새로 구축된 2차원 조파수조의 이러한 기술적 특징 및 세부 내용을 소개하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.723-728
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• 2014

세굴방지를 위하여 설치하는 해안구조물의 쇄파효과를 검증하기 위하여 수리조파실험이 실시된다. 하지만 수리조파실험을 실시하기 위해서 사용되는 실험 장치와 해안구조물의 제작에 많은 비용과 시간이 소요된다. 수치해석모델과 수리조파실험의 해석결과를 비교하여 검증하면, 수치모델을 활용하여 쇄파효과를 예측할 수 있고 실험 장치와 해안구조물 제작에 소요되는 비용과 시간을 절약할 수 있다. 본 연구에서는 다면체 사석 구조물을 대상으로 수치해석결과와 수리조파실험 결과의 처오름 및 처내림 높이 비교분석을 수행하였고 해석적 모의 조파실험 모델링 기법을 검증하였다. 또한, 사용한 수치해석 접근 방법을 활용하여 사석의 부피비와 마찰면적을 변화시켜 쇄파효과를 예측하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제13권1호
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• pp.12-17
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• 2010

OWC 파력발전장치는 에너지 변환장치로 널리 사용되고 있고 공기실의 작동성능을 향상시키기 위하여 파랑집중장치를 고안 하였다. 본 논문에서 사용된 수치조파수조는 two-phase VOF모델을 기반으로 하여 구현되었고 재생된 규칙 입사파는 공기실까지 전달되어 내부의 왕복 유동장을 형성하게 하였다. 수치조파수조는 연속방정식, Reynolds-averaged Navier-Stokes방정식, two-phase VOF 법으로 구성 되였고 standard k- 난류모델, 유한체적법, NITA-PISO 알고리즘 그리고 dynamic mesh기능을 채택하였다. OWC 공기실 파랑집중장치의 성능에 대하여 수치적으로 고찰하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.53-58
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• 2008

본 논문에서는 복합고조파 전류에 의한 배선용차단기의 동작특성에 대해 분석하였다. 동작장치의 종류동작 원리에 의해 4가지로 구분되는 배선용차단기는 정격전류의 200[%]의 시험전류로 시험하였다. 실험결과 복합고조파에 의한 오동작은 발생하지 않았으나, 완전전자식의 경우 복합고조파 함유량이 증가함에 따라 시간지연특성이 크게 나타났다. 따라서 복합고조파 함유량이 높은 곳에서는 완전전자식 배선용차단기의 사용을 피하는 것이 좋을 것으로 추정된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제11권1호
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• pp.35-41
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• 2008

월파형 파력발전장치는 월류된 파랑으로 인하여 발생한 수두차를 이용하여 터빈을 구동하는 일종의 파랑에너지 변환장치로써 파랑에너지를 전기 에너지로 변환하는 장치이다. 본 연구에서는 먼저 상용 CFD코드 인 Fluent를 사용하여 수치조파수조를 구현하고, Reynolds-Averaged Navier-Stokes 방정식과 VOF 모델을 이용하여 2차원 수치 선형 규칙파를 생성한 후 이를 계산 결과와 비교 검증을 수행하였다. 다음으로 월류 성능의 최적 설계점과 파력발전 장치의 월류 충전량을 고찰하기 위하여 여러 가지 파랑조건과 형상변수들에 대하여 계산을 수행 하였다.

• 한국융합학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.201-206
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• 2019

해안 영역에서의 해수의 범람은 재산 및 인명피해를 야기한다. 이러한 피해를 최소화 하고자 방파시설을 설치하지만, 고정식 방파시설의 경우, 변화하는 해상상태에 대응할 수 없으며, 과도한 설정에 의한 설치는 환경적 피해를 일으킨다. 본 연구에서는 환경적 피해를 줄이고 선박의 항행에 지장이 없는 가변식 초기 쇄파 장치에 대한 연구를 실험적 방법과 입자법을 이용한 수치 해석적 방법으로 연구하였다. 초기 쇄파 장치의 유무에 따라 해안절벽으로 넘어오는 파의 범람은 큰 차이가 있었으며, 이는 실험과 수치 해석 모두 확인되었다. 또한 초기 쇄파 장치의 위치에 따른 영향 역시 고려되었으며, 위치 역시 중요한 요소임이 확인되었다.