• 한국해안해양공학회지
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• 제11권1호
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• pp.7-19
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• 1999

비선형 상호작용에 의한 풍파 성분간 에너지 전달은 스펙트럼의 발달에서 중요한 역할을 한다. 비선형 전달을 표현하는 Boltzmann적분을 계산하는 데에는 방대한 계산시간이 필요하기 때문에 파랑모형에서 비선형 상호작용을 고려하는 것을 불가능하다. 본 연구에서는 산란계수의 특성과 상호작용의 상세균형의 원리를 이용하여 비선형 전달을 효율적으로 계산하는 방법에 대하여 고찰하였다. Webb의 방법(IWm)은 특이점을 퇴화시켜 매우 안정한 계산 결과를 주지만 상세균형의 원리를 적용할 수 없기 때문에 계산의 효율성에는 한계가 있는 것으로 나타났다. 한편, Masuda의 방법(IMM)에서는 특이점을 해석적으로 처리하며 계산시간은 Pentinum 300MHz Processor에서 1.3초가 소요되었다. 따라서 IMM은 1차원 파랑모형에 실용적으로 사용할 수 있으며 취송시간과 취송거리에 의한 풍파 스펙트럼의 성장 과정 연구등에 매우 유용하다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권6호
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• pp.521-527
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• 2016

본 논문은 효과적인 무반사 기법을 이용한 수중폭발에 따른 부유식 해상풍력발전기의 동응답 수치해석에 관한 내용이다. 수치해석을 위해 무한한 바다 영역을 유한한 영역으로 한정하고 그 경계에서 필연적인 충격파의 반사를 흡수하기 위해 PML(perfectly matched layer)이라 불리는 무반사 기법을 적용하였다. 수중폭발을 수반한 비점성 압축성 유동을 표현하는 일반화된 수송방정식은 방향별 흡수계수와 상태변수를 도입하여 3개의 PML 방정식으로 분리하였다. 풍력발전기와 해수 유동으로 구성된 유체-구조 연계문제는 오일러 기반의 유한체적법과 라그랑지 기반의 유한요소법을 연계하여 반복계산으로 해석하였다. 그리고 수중폭발에 따른 동수압은 JWL 상태방정식으로 계산하였다. 수치실험을 통해 수중폭발에 따른 동수압과 구조 동응답을 분석하였으며, PML 무반사 기법을 적용한 경우가 그렇지 않은 경우에 비해 보다 정확한 해석결과를 제공함을 확인하였다.

• 대기
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• 제25권4호
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• pp.707-718
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• 2015

This study investigates the characteristics of turbulent fluxes observed at Ieodo Ocean Research Station (IORS) in autumn 2014. The 10 Hz IORS data is quality controlled and calculated to be the 30 minutes turbulent fluxes. The quality control consists of five steps: a weather check, Vickers and Mahrt (VM) sequential check, VM parallel check, flag check, and direction check. Since the IORS is an open-sea station with no orographic influence, there are no significant diurnal variations for the turbulent fluxes and 10 m wind speed. According to stabilities, the unstable and semi-unstable states appear more than 28% and 70% in autumn, respectively and they have strong winds of over $10m\;s^{-1}$. In addition, the turbulent fluxes increase with increasing wind speed. In particular, the latent heat flux and its deviations are clearly shown because the latent heat flux is influenced by the change of both the sea surface roughness and wave height induced by the wind. To demonstrate the changes of the turbulent fluxes before and after typhoon, Vongpong (1419), which is the most intense typhoon affecting the Korean Peninsula in 2014, is considered. The turbulent flux fluctuates in accordance with the location of Vongpong. The turbulent fluxes have a large (small) variation when Vongpong approaches (retreats) at the IORS. The overall results represent that the IORS data helps us understand physical processes related to air-sea interaction by providing the valuable and reliable observed data.

• 천문학회보
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• 제37권2호
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• pp.101.2-101.2
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• 2012

Shocks are ubiquitous in astrophysical plasmas: bow shocks are formed by the interaction of solar wind with planetary magnetic fields, and supernova explosions and jets produce shocks in interstellar and intergalactic spaces. The global morphologies of these shocks are usually described by a set of magnetohydrodynamic (MHD) equations which tacitly assumes local thermal equilibrium, and the resulting Rankine-Hugoniot shock jump conditions are applied to obtain the relationship between the upstream and downstream physical quantities. While thermal equilibrium can be achieved easily in collisional fluids, it is generally believed that collisions are infrequent in astrophysical settings. In fact, shock widths are much smaller than collisional mean free paths and a variety of kinetic phenomena are seen at the shock fronts according to in situ observations of planetary shocks. Hence, both the MHD and kinetic equations have been adopted in theoretical and numerical studies to describe different aspects of the physical phenomena associated with astrophysical shocks. In this paper, we present the results of 3D relativistic particle-in-cell (PIC) simulations for ion-electron plasmas, with focus on the shock structures: when a jet propagates into an unmagnetized ambient plasma, a shock forms in the nonlinear stage of the Weibel instability. As the shock shows the structures that resemble those predicted in MHD systems, we compare the results with those predicted in the MHD shocks. We also discuss the thermalization processes of the upstream flows based on the time evolutions of the phase space and the velocity distribution, as well as the wave spectra analyses.

• 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.

• 한국지형학회지
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• 제19권1호
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• pp.17-27
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• 2012

해안사구는 사빈과의 상호작용을 통하여 해안경관을 안정시키고 배후지를 방어한다. 때때로 태풍이 통과할 때 사구가 침식되기도 하지만, 시간이 지나면 원래의 지형을 회복한다. 2010년 9월초에 발생한 태풍 곤파스는 많은 비를 동반하며 폭풍과 파고를 증가시켜 해안지역에 수위를 상승시켰다. 이로 인해, 서해안에 분포하는 사구들이 피해를 입었다. 하지만 침식이나 회복과정은 전안과 사구전면부의 경사, 모래의 공급량, 식생, 바람, 인간의 간섭 등 해빈-사구를 둘러싼 환경에 따라 차이가 있었다. 어떤 사구들은 겨울철 풍성활동에 의해 원래의 단면을 회복했지만, 어떤 사구들은 점점 더 육지 쪽으로 후퇴하였다. 곰솔림이 조성된 해안사구는 초본피복사구에 비해 회복이 더딘 것으로 나타났다. 또한 인공호안이 설치된 사구는 그렇지 않은 사구에 비해 더 심하게 침식되고 덜 회복되었다. 태풍 통과 이후의 조사결과, 모래의 이동과정이 침식된 사구 지형회복에 가장 중요한 역할을 한 것으로 나타났다. 따라서 태풍에 의한 침식극복을 비롯하여, 사구의 효과적인 관리를 위해서는 지형학적 관점에서 사빈과 사구의 상호작용을 적절하게 평가해야 한다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제10권1호
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• pp.100-112
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• 2005

갯벌의 온도구조와 열적 특성변화를 조사하기 위해 서해안 공소만 갯벌조간대에서 고도가 다른 3개 지점을 설정하여 40 cm깊이까지 계절별로 1개월간의 온도관측을 수행하였다. 표층에서 평균온도는 하계에 아래층보다 높고 동계에는 낮아져 표층가열과 냉각에 의한 온도구조와 변화 형태를 보여주었으며 표준편차는 아래층으로 갈수록 감소하였다. 주기성이 뚜렷한 일사량과 조위 변화가 주로 단기적 온도변화를 야기하였고, 간헐적으로는 강우와 강한 풍속도 영향을 주었다. 시계열분석에 의하면 24시간, 12시간 그리고 8시간 주기 성분에 강한 에너지 첨두(peak)를 보였으며, 24시간 주기성분이 가장 큰 에너지를 보였다. 24시간 주기 성분은 일사량변화, 12시간 주기는 반일주조 조위변화 그리고 8시간 주기성분은 일사량과 조위변화의 상호작용에 의한 온도파동으로 해석되었다. EOF분석에서 제 1모드와 제 2모드가 수직온도구조 변화의 96%를 차지하였다 제 1모드는 갯벌 표층에서의 가열과 냉각에 의한 현상으로, 제 2모드는 갯벌내부의 열 전파과정에서 발생하는 지연효과로 해석되었다. 교차스펙트럼 분석에서 24시간 주기성분 온도파동에 의한 열전달위상은 깊이에 따라 선형적으로 증가하는 평균위상 차이를 보였고, 표층에서 10 cm, 20 cm, 40 cm 깊이까지의 위상 차이에 의한 지연시간은 각각 3.2시간, 6.5시간 9.8시간이었다. 일차원적 열확산모델에서 산출된 24시간 주기성분 온도파동의 수직 확산계수는 깊이와 계절에 걸쳐 평균하였을 때 중부조간대 정점에서는 $0.70{\times}10^{-6}m^2/s$, 하부조간대 정점에서는 $0.57{\times}10^{-6}m^2/s$의 값을 보였다. 깊이 평균된 확산계수는 봄철에 크고 여름철에 작았고, 계절 평균된 확산계수는 2cm부터 10cm깊이까지 증가하고 10cin부터 40cm깊이까지는 감소하는 수직구조를 보였다. 평균 열확산계수를 사용하여 구한 온도전파 확산속도는 2 cm 깊이로부터 10 cm, 20cm, 40cm까지 각각 $8.75{\times}10^{-4}cm/s,\;3.8{\times}10{-4}cm/s,\;1.7{\times}10^{-4}cm/s$정도의 값이 되어 표층에서 깊어질수록 작아졌다.