• 한국해양공학회지
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• 제23권6호
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• pp.1-6
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• 2009

An Overtopping Wave Energy Convertor (OWEC) is an offshore wave energy convertor used for collecting overtopping waves and converting the water pressure head into electric power through hydro turbines installed in a vertical duct affixed to the sea bed. A numerical wave tank based on the commercial computational fluid dynamics code Fluent is established for the corresponding analysis. The Reynolds Averaged Navier-Stokes equation and two-phase VOF model are utilized to generate the 2D numerical linear propagating waves, which are validated by the overtopping experiment results. Calculations are made for several incident wave conditions and shape parameters for the overtopping device. Both the incident wave periods and heights have evident effects on the overtopping performance of the OWEC device. The computational analysis demonstrates that the present overtopping device is more compatible with longer incident wave periods.

• 한국해안해양공학회지
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• 제18권1호
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• pp.69-83
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• 2006

본 연구에서는 경사식 호안에서 발생하는 월파 현상에 대한 Level 3 신뢰성 해석을 수행하여, 처오름 높이와 평균월파량을 바탕으로 월파 현상을 분석하였다. Level 3 방법의 Monte-Carlo 추출법으로 모의하면서, 월파에 영향을 미치는 여러 변수들의 불확실성을 고려하였다. 파별분석법으로 개별파의 처오름 높이를 계산하여 월파확률을 산정하고, 평균월파량은 유의파고로부터 직접 계산하였다. 또한 개별파의 월파부피에 대한 통계적 가정을 바탕으로 월파확률과 평균월파량으로부터 최대월파부피를 산정하였다. 한편 파향의 변동성과 수심, 구조물의 경사각을 변화시키면서 월파 현상에 미치는 영향을 분석하였다. 파향의 변동성을 고려하거나 쇄파대 안쪽으로 들어올수록 굴절의 영향으로 평균월파량과 월파획률 그리고 최대월파부피가 줄어들었으며 호안의 마루높이도 낮게 결정되었다. 그리고 수심이나 방향분산계수가 다른 두 지점의 기대평균월파량이 같게 나타날지라도, 같은 수심에 비해 수심이 얕은 쇄파대 내에서는 기대월파확률은 크고 기대최대월파부피는 작게 나타난다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제33권7호
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• pp.1012-1016
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• 2009

This paper describes the control and monitoring system for OWEC (Overtopping Wave Energy Converter) which shows the characteristic of power stabilization in overtopping wave energy converter system. Overtopping waves generates different water pressure and the turbine is rotated by this pressure. As a result, overtopping wave energy converter is able to convert wave energy into electricity. Small size of overtopping wave energy converter is developed to simulate the control monitoring system which is able to control power generation and also monitor the system condition. The result shows the reduction of fluctuation from the overtopping wave energy system by the developed control monitoring system. In addition, the DB(Data Base) of test results are contributed to the research and development for OWEC.

• 한국해양공학회지
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• 제34권2호
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• pp.128-135
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• 2020

When high waves and storm surge strike simultaneously, the characteristics of the fluid field change drastically from overtopping according to the wave runup height to overflow through a transition state that combines overtopping and overflows. However, an estimation model or evaluation method has not yet been established because there is not enough engineering data. This study developed a wave overtopping-overflow transition model based on a full-scale experiment involving wave overtopping and overflow transition, which appropriately reproduced the effect of waves or the temporal change in inundation flow. Using this model to perform a calculation for the wave overtopping and overflow transition process under typical circumstances, this study determined the wave runup height and features of the inundation flow under time series changes as an example.

• 한국해양공학회지
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• 제19권6호통권67호
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• pp.8-15
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• 2005

Wave energy has been considered to be one of the most promising energy resources for the future, as it is pollution-free and an abundant natural resource. However, since it has drawbacks of non-stationary energy density, it is necessary to change the wave energy into a simple concentrated energy. Progressive waves in a coastal area can be amplified, swashed, and overtopped by a wave overtopping control structure. By conserving the quantity of overflow in a reservoir, the kinetic energy of the waves can be converted to the potential energy with a hydraulic head above the mean sea level. The potential energy in the form of a hydraulic head can be utilized to produce electric power, similar to hydro-electric power generation. This study aims to find the most optimal shape of wave overtopping structure for maximum overtopping volume of sea water; for this purpose, we carried out the wave overtopping experiment in a wave tank, under both regular and irregular wave conditions.

• 한국해양공학회지
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• 제11권2호
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• pp.122-130
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• 1997

Coastal diaster induced by waves and countermeasures were investigated in the viewpoint of reduction of overtopping rate with enviroment in fishing port. The reduction method of wave overtopping rate using ecosystem control structures was proposed and studied on the efficiency by hydraulic and numerical experiments. The estimation models on wave overtopping rate was proposed after comparing previous models with dimensional analysis and experimental results. Control function o fwave overtopping by use of ecosystem controlstructures was simulated and discussed with combining wave shoaling-dissipation-breaking deformation model around ecosystem control structures and newly proposed calculation model for wave overtopping rate. Feasiblilty of ecosystem control structures could be confirmed for reduction of wave overtopping and fisheries-based multipurpose development of coastal zone.

• 한국항해항만학회지
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• 제48권3호
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• pp.192-199
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• 2024

연안에서 발생하는 월파는 고파랑에 의한 대표적인 자연재해 중 하나이며, 태풍 시 발생하는 월파는 연안침수의 주요 원인으로 작용한다. 최근의 연안역은 사회적·경제적 수요의 증가로 연안을 따라 주거지역 및 상업지역이 집중되고 있어 장기적인 해수면의 상승 및 태풍 빈도의 증가 등으로 인한 연안재해의 위험성이 지속적으로 지적되어 왔다. 지금까지 월파량은 주로 실내 수리모형실험을 통해 구조물의 마루 높이를 초과하는 수괴를 집수함을 통해 직접 수집하여 계측시간의 평균월파량으로 평가해 왔다. 본 연구에서는 실해역에서 발생하는 월파를 정량적으로 평가하기 위한 관측시스템의 개발을 목표로 월파고의 시간변동을 이용하여 개별 월파량을 추정하는 방법을 제안하였다. 우리나라 해안에 많이 설치된 사석경사제를 대상으로 수리모형실험을 수행하였으며, 월파 발생 시 구조물 마루에서 발생하는 범람유속을 장파유속으로 가정한 월파유량계수를 도입하고 월파고로부터 월파량을 예측하여 실험결과와 비교·검토하였다. 그 결과, 본 연구에서 도출된 월파유량계수를 월파고에 적용하여 월파량 추정이 가능함을 확인하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.1-6
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• 2016

수리실험을 통해 반파 구조물에 의한 월파 저감 효과를 정량적으로 분석하는 연구를 수행하였다. 원호 호안 및 경사 호안 모형에 대한 월파량을 계측하고 반파 구조물에 의한 월파량 저감 예측식과 비교하였다. 월파량이 비교적 많은 경우($q/{\sqrt{gH^3_s}}>10^{-3}$)에는 예측식과 실험 결과가 대체로 잘 일치하였으나, 월파량이 이보다 적은 경우에는 예측식과 실험의 편차가 크게 나타났다. 이러한 점을 고려하여 반파 구조물에 의한 월파 저감 효과를 보다 잘 예측할 수 있는 산정식을 개발할 필요가 있다.

• 한국항해항만학회지
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• 제46권3호
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• pp.243-250
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• 2022

본 연구에서는 인공지능을 활용한 영상분석 기술을 통해 영상 내의 월파를 실시간으로 감지하고 처오름 높이를 산정하는 기술을 제안하였다. 본 연구에서 제안한 월파 감지 시스템은 실시간으로 악기상 및 야간에도 월파를 감지할 수 있음을 확인하였다. 특히, 합성곱 신경망을 적용하여 실시간으로 CCTV 영상에서 파랑의 처오름을 감지하고 월파 여부를 판단하는 여과 알고리즘을 적용하여 월파의 발생 감지에 대한 정확성을 향상시켰다. AP50을 통해 월파 감지 결과의 정확도는 59.6%로 산정되었으며, 월파 감지 모델의 속도는 GPU 기준 70fps로 실시간 감지에 적합한 정확도와 속도를 보임을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제41권6호
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• pp.663-673
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• 2021

해안구조물 설계시 허용평균월파량은 설계요소중의 하나이며, 구조물의 마루높이는 구조물의 안전, 보행자의 안전 및 운영 등에 요구되는 월파량 이하가 되도록 하여야 한다. 최근 들어 보다 안전한 설계를 위해 평균월파량보다 개별 최대월파량을 기준으로 적용하자는 제안이 이루어지고 있다. 본 연구는 비쇄파조건에서 개별 최대월파량에 대한 정보를 제공하고자 하는 것이며, 경사식구조물의 기하학적 형상을 고려안 2차원 수리모형실험을 수행하였다. 또한 실험을 위해 새로운 계측방법을 고안하였다. 실험결과를 이용하여 평균월파량에 기반하여 개별 최대월파량을 산정할 수 있는 경험식을 제안하였다. 그리고 피복재 어깨폭에 따른 평균월파량의 저감효과에 대해서도 검토하였다.