• 한국해양공학회지
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• 제32권1호
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• pp.21-27
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• 2018

The design and analysis of a quayside mooring system for safe mooring of Prelude FLNG under extreme environmental conditions were carried out. The design of the mooring system considered the yard operation conditions and maximum wind speed during a typhoon. In order to secure the mooring safety of Prelude FLNG under an extreme environment, a special steel structure was designed between the quay and Prelude FLNG to maintain the distance from the quay to a certain extent to avoid a collision with the inclined base. The mooring safety was also ensured by installing additional new parts on the quay. A mooring analysis and mooring safety review were performed with more rigorous modeling considering the nonlinearity of the mooring rope and fender. In order to secure additional safety of the mooring system under extreme environmental conditions, a safety assessment was conducted on the failures of the mooring components proposed in the marine mooring guidelines. Based on the results of the mooring analysis, it was confirmed that the Prelude FLNG can be safely moored even under the extreme conditions of typhoons, and a worst case scenario analysis verified that the mooring system design was robust enough. The proposed mooring analysis and design method will provide a basis for the safe mooring of ultra-large floating offshore structures of similar size in the future.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.1-8
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• 2013

우리나라 전체 재해 60%이상인 태풍과 같은 바람재난으로부터 구조물이나 외장재가 안전과 사용성 측면에서 설계되려면 내풍설계과정에서 기본풍속, 설계속도압, 풍하중 등 많은 파라미터들이 요구된다. 본 논문에서는 최근 2003년부터 2012년까지의 10년 동안 년최대풍속이 발생한 날의 풍속으로부터 확률과정과 확률분포, 통계적 성질 등을 알아보기 위하여 8개의 대표지점을 여수, 인천, 서울, 청주, 원주, 대구, 속초, 울릉도로 선정했다. 선정된 각 지점에 대한 최근 10년 동안의 풍속자료는 기상청으로부터 획득했다. 각 지점의 획득한 풍속자료는 우리나라를 직접 통과하면서 영향을 미친 태풍과 통과는 안했지만 간접 영향을 미친 태풍, 년최대순간풍속과 년최대평균퐁속이 같은 날 등을 고려 90개의 앙상블 중 선별된 33개의 모집단에 대한 풍속자료의 확률과정 및 확률분포의 특성을 비교 검토하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.153-153
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• 2021

Storm Storm event is one of major issues in South Korea due to devastating damage at its landfall. A series of statistical study on the historical typhoon records consistently insist that the typhoon translation speed (TS) is on slowdown trend annually, and thus provides an urgent topic in assessing the extreme storm surge under future climate change. Even though TS has been regarded as a principal contributor in storm surge dynamics, only a few studies have considered its impact on the storm surge. The landfall angle (LA), another key physical factor of storm surge also needs to be further investigated along with TS. This study aims to elucidate the interaction mechanism among TS, LA, coastal geometry, and storm surge synthetically by performing a series of simulations on the idealized geometries using Delft3D FM. In the simulation, various typhoons are set up according to different combinations of TS and LA, while their trajectories are assumed to be straight with the constant wind speed and the central pressure. Then, typhoons are subjected to make landfall over a set of idealized geometries that have different depth profiles and layouts (i.e., open coasts or bays). The simulation results show that: (i) For the open coasts, the maximum surge height (MSH) increases with increasing TS. (ii) For the constant bed level, a typhoon normal to the coastline resulted in peak MSH due to the lowest effect of the coastal wave. (iii) For the continental shelf with different widths, the slow-moving typhoon will generate the peak MSH around a small LA as the shelf width becomes narrow. (iv) For the bay, MSH enlarges with the ratio of L/E (the length of main-bay axis /gate size) dropping, while the greatest MSH is at L/E=1. These findings suggest that a fast-moving typhoon perpendicular to the coastline over a broad continental shelf will likely generate the extreme storm surge hazard in the future, as well as the slow-moving typhoon will make an acute landfall over a narrow continental shelf.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권6호
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• pp.751-759
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• 2014

현재 전 세계적으로 지구온난화로 인하여 폭염, 폭설, 폭우 및 슈퍼태풍 등과 같은 이상 기후 및 극한 기후현상이 지속적으로 증가 하고 있다. 또한 심각한 자연재해로 콘크리트 구조물 및 사회기반시설의 심각한 손상과 노후화가 발생하였다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 현재 국내외적으로 다양한 기후변화에 적합한 시공기술 및 기준에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 실정이다. 그러므로 본 연구에서는 콘크리트 배합에 다양한 풍속과 일조시간의 양생조건에 대한 강도 발현 효과를 평가하고자 한다. 다양한 풍속과 일조시간 조건에서 양생한 실험체에 압축강도와 할렬인장강도 실험을 하였고, 성능 중심 평가(performance based evaluation (PBE))를 수행하여 콘크리트의 다양한 양생조건에 대한 만족도 확률을 평가하였다. 또한 콘크리트의 성능 중심 평가로부터 얻는 결과 값을 바탕으로 콘크리트 배합과 양생조건에 대한 문제점들을 파악 해결하고 대응책을 마련하고자 한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.45-55
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• 2015

현재 전 세계적으로 자연적, 인위적 요인으로 인하여 이상기후가 나타나고 있다. 이상기후의 대표적인 것으로 슈퍼태풍, 극한폭설, 폭염과 같은 극한 기후현상이 초래된다. 1970년대 산업화 시대 이후 급격하게 지구의 온도가 상승하는 것을 알 수 있으며, 이로 인하여 발생하는 가장 큰 문제점은 지구 온난화이다. 지구 온난화에 영향을 미치는 온실가스의 종류로는 이산화탄소, 과불화탄소, 아산화질소, 메탄과 같은 다양한 종류의 화학성분이 존재하며 특히 이산화탄소가 약 90%의 비중을 차지하는 것을 알 수 있다. 콘크리트의 경우 건설재료로써 탁월한 내구성능을 지니고 있으며, 사회기반시설물 건설 재료로 70%이상 사용되고 있다. 그러나 콘크리트는 타설직후 물리 화학적으로 다양한 환경조건으로부터 성능저하 현상이 발생하기도 한다. 특히 대기중의 이산화탄소는 콘크리트 알칼리도 저하에 따른 철근을 부식시키고 내구성 저하를 초래하게 된다. 따라서 본 연구에서는 풍속, 일조시간에 관하여 양생 한 후 콘크리트의 탄산화 실험을 접목시켜 탄산화 깊이와 탄산화 속도계수를 측정하고 이를 바탕으로 만족도 확률 곡선을 통하여 성능중심평가(Performance Based Evaluation(PBE))를 수행 할 것이다.

• Wind and Structures
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• 제38권4호
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• pp.309-323
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• 2024

The gust factor and turbulence intensity are two crucial parameters that characterize the properties of turbulence. In tropical cyclones (TCs), these parameters exhibit significant variability, yet there is a lack of established formulas to account for their probabilistic characteristics with consideration of their inherent connection. On this condition, a probabilistic analysis of gust factors and turbulence intensities of TCs is conducted based on fourteen sets of wind data collected at the Sutong Cable-stayed Bridge site. Initially, the turbulence intensities and gust factors of recorded data are computed, followed by an analysis of their probability densities across different ranges categorized by mean wind speed. The Gaussian, lognormal, and generalized extreme value (GEV) distributions are employed to fit the measured probability densities, with subsequent evaluation of their effectiveness. The Gumbel distribution, which is a specific instance of the GEV distribution, has been identified as an optimal choice for probabilistic characterizations of turbulence intensity and gust factor in TCs. The corresponding empirical models are then established through curve fitting. By utilizing the Gumbel distribution as a template, the nexus between the probability density functions of turbulence intensity and gust factor is built, leading to the development of a generalized probabilistic model that statistically describe turbulence intensity and gust factor in TCs. Finally, these empirical models are validated using measured data and compared with suggestions recommended by specifications.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제31권5호
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• pp.241-252
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• 2019

폭풍으로 인한 연안재해 피해에 대한 적절한 대응책을 수립하기 위해서는 빈도 해일고 산정에 대한 연구가 필요하다. 과거에 관측된 태풍은 모집단 수가 적기 때문에 tropical cyclone risk model(TCRM)을 이용해 역사태풍의 이동경로와 중심기압을 확률밀도함수로 추정하여 확률적으로 발생하는 176,689개의 합성태풍을 생성하였다. 아울러 중국 남동부 연안으로 상륙한 후 재부상 하거나 소멸되는 태풍 특성을 합성태풍에 고려하기 위해 역사태풍의 이동각도를 확률밀도함수로 추정하고 감쇠 매개변수와 함께 적용하여 중국 남동부 연안에서 서남해안으로 이동하는 태풍의 통과율이 개선되었다. 태풍속성은 역사태풍으로부터 분석하였으며 중심기압과 최대풍속($V_{max}$), 최대풍속 반경($R_{max}$)의 상관관계식을 산정하여 합성태풍에 적용하였다. 해일고는 ADCIRC 모형을 이용해 조석과 합성태풍을 고려하여 산정하였으며 Perl script로 자동화하였다. 확률적으로 발생시킨 합성태풍에 의한 해일고는 실제 자연현상에서 발생하는 해일고와 유사하게 나타나기 때문에 빈도 해일고를 산정할 수 있다. 따라서 일반화된 극치분포(Generalized Extreme Value, GEV)의 모수를 추정하여 극치 해일고를 산정하였으며, 100년 빈도 해일고는 경험모의기법으로 산정한 빈도 해일고와 비교하여 만족스러운 결과가 도출되었다. 본 연구에서 제안한 방법은 일반 해역에서 빈도 해일고 산정시 활용될 수 있다.

• 대기
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• 제24권3호
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• pp.445-456
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• 2014

A real-time quality control system for meteorological data (air temperature, air pressure, relative humidity, wind speed, wind direction, and precipitation) measured by an integrated meteorological sensor has been developed based on comparison of quality control procedures for meteorological data that were developed by the World Meteorological Organization and the Korea Meteorological Administration (KMA), using time series and statistical analysis of a 12-year meteorological data set observed from 2000 to 2011 at the Incheon site in Korea. The quality control system includes missing value, physical limit, step, internal consistency, persistence, and climate range tests. Flags indicating good, doubtful, erroneous, not checked, or missing values were added to the raw data after the quality control procedure. The climate range test was applied to the monthly data for air temperature and pressure, and its threshold values were modified from ${\pm}2{\sigma}$ and ${\pm}3{\sigma}$ to ${\pm}3{\sigma}$ and ${\pm}6{\sigma}$, respectively, in order to consider extreme phenomena such as heat waves and typhoons. In addition, the threshold values of the step test for air temperature, air pressure, relative humidity, and wind speed were modified to $0.7^{\circ}C$, 0.4 hPa, 5.9%, and $4.6m\;s^{-1}$, respectively, through standard deviation analysis of step difference according to their averaging period. The modified quality control system was applied to the meteorological data observed by the Weather Information Service Engine in March 2014 and exhibited improved performance compared to the KMA procedures.

• 대기
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• 제26권2호
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• pp.277-288
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• 2016

Polar lows are intense mesoscale cyclones that mainly occur over the sea in polar regions. Owing to their small spatial scale of a diameter less than 1000 km, simulating polar lows is a challenging task. At King Sejong station in West Antartica, polar lows are often observed. Despite the recent significant climatic changes observed over West Antarctica, adequate validation of regional simulations of extreme weather events such as polar lows are rare for this region. To address this gap, simulation results from a recent version of the Polar Weather Research and Forecasting model (Polar WRF) covering Antartic Peninsula at a high horizontal resolution of 3 km are validated against near-surface meteorological observations. We selected a case of high wind speed event on 7 January 2013 recorded at Automatic Meteorological Observation Station (AMOS) in King Sejong station, Antarctica. It is revealed by in situ observations, numerical weather prediction, and reanalysis fields that the synoptic and mesoscale environment of the strong wind event was due to the passage of a strong mesoscale polar low of center pressure 950 hPa. Verifying model results from 3 km grid resolution simulation against AMOS observation showed that high skill in simulating wind speed and surface pressure with a bias of $-1.1m\;s^{-1}$ and -1.2 hPa, respectively. Our evaluation suggests that the Polar WRF can be used as a useful dynamic downscaling tool for the simulation of Antartic weather systems and the near-surface meteorological instruments installed in King Sejong station can provide invaluable data for polar low studies over West Antartica.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.73-86
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• 2017

환경 자료는 M&S(Modeling and Simulation)에서 실험 결과의 신뢰도를 높이는데 중요한 역할을 한다. 특히 국방 M&S에서는 극한 기상 현상들이 가상훈련 및 실험에서 중요하게 활용될 수 있다. 그러나 환경 자료는 여러 기관에 분산되어 있고, 방대하다. 이 때문에 M&S 운영자들이 실제 환경 자료에서 극한 기상 현상이 발생한 일자와 지역을 선정하여 획득하는 것은 어려운 일이다. 퍼지논리 기반의 환경 자료 검색 기술은 환경 시나리오 발생기 개발의 핵심 기술 중 하나이다. 연구결과 4개의 주요 매개변수(RV, MF, FRA, MRV)로 구성된 퍼지 검색 알고리즘을 제시하였다. 이 연구는 강풍을 동반한 호우 발생 일자를 검색하기 위해 RV는 풍속과 강수량을 위해 각각 14 m/s와 80 mm/d, FRA는 0.2, MRV는 1, 그리고 MF는 시그모이드를 활용할 것을 제안한다. 이 연구에서 제안하는 알고리즘은 국방 M&S에서 필요로 하는 극한 기상 현상들이 발생한 일자를 검색하는데 매우 유용할 것으로 기대된다.