• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제6권2호
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• pp.206-218
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• 2014

The wave attenuation by floating breakwaters in high amplitude waves, which can lead to wave overtopping and breaking, is examined by numerical simulations. The governing equations, the Navier-Stokes equations and the continuity equation, are calculated in a fixed Cartesian grid system. The body boundaries are defined by the line segment connecting the points where the grid line and body surface meet. No-slip and divergence free conditions are satisfied at the body boundary cell. The nonlinear waves near the moving body is defined using the modified marker-density method. To verify the present numerical method, vortex induced vibration on an elastically mounted cylinder and free roll decay are numerically simulated and the results are compared with those reported in the literature. Using the present numerical method, the wave attenuations by three kinds of floating breakwaters are simulated numerically in a regular wave to compare the performance.

• Journal of Advanced Research in Ocean Engineering
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• 제4권1호
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• pp.25-34
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• 2018

In this study, the behavior of the coupled mooring system and floating body is analyzed. The related works are introduced for the mooring analysis of the floating body. Equations motion are introduced for calculating mooring force connected with the floating body. For formulating the equations of motion, the concept of the constrained force is applied for compact expression of it. The input and output data of the module for calculating mooring force is defined. The static analysis and quasi-static analysis are performed. For the analysis, equilibrium equation for elastic catenary mooring line is used by employing finite element method, and the C# solver is developed in this research. The analysis results are validated by comparing with other research results.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2011년도 추계학술대회 논문집
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• pp.614-622
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• 2011

In this study, the computational structural dynamic modeling of floating offshore wind turbine system is presented using efficient equivalent modeling technique. Structural dynamic behaviors of the offshore floating platform with 5MW wind turbine system have been analyzed using computational multi-body dynamics based on the finite element method. The considered platform configuration of the present offshore wind turbine model is the typical spar-buoy type. Equivalent stiffness and damping properties of the floating platform were extracted from the results of the baseline model. Dynamic responses for the floating wind turbine models are presented and compared to investigate its structural dynamic characteristics. It is important shown that the results of the present equivalent modeling technique show good and reasonable agreements with those by the fully coupled analysis considering complex floating body dynamics.

• Journal of Multimedia Information System
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• 제7권4호
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• pp.269-276
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• 2020

The small craft including jet-board for leisure are commonly smaller than the general commercial vessels. For the floating vessel, the motion analysis is significantly important component to design the shape. It is, however, hardly predicting its behavior by using conventional boundary element method due to violating small amplitude assumption for potential theory. The computational fluid dynamics method can afford to simulate such small craft, but its grid system was not able to calculate motion, because movable body disturbs the grid system by confliction. The dynamics fluid body interaction model with over-set mesh system can be dealt with movable floating body under irregular ocean wave. In this study, several cases were considered to reveal that DFBI is essential method to predict floating body motion. The single phase simulate was conducted to establish the shape perfection, and then the validated vessel was simulated with ocean waves weather DFBI option on or off. Through the comparison, the results between the cases of DFBI on and off shows significantly difference. It was claimed that the DFBI was necessary not only to calculation body motion, but also to predict accurate drag and lift force on the floating body for small size craft.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2007년도 추계학술대회 및 제23회 정기총회
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• pp.125-126
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• 2007

본 연구에서는 연속 부착된 수직평판을 갖는 부유구조물 근접 후류의 난류 구조에 미치는 자유유동 난류의 영향을 정량적으로 조사하였다. 부유소파제의 기본형으로 널리 쓰이는 폰툰형 부유구조물을 1/35로 축소하여 부체양쪽 끝단에 좌우로 움직임이 가능한 각각 한 개의 수직평판과 부체하면의 끝단에 고정된 두 개의 수직평판의 부착거리에 따라 부유구조물 후류에서 연속적으로 방출되는 와의 주기성과 근접후류에 대한 자유유동 난류강도의 영향을 분석하였다. 부유구조물의 후류에서 난류강도는 수직으로 부착된 커튼판의 영향으로 유통박리가 지속적으로 이루어져 주기적 와방출로 인해 난류강도가 생성됨을 알 수 있으며, 수직평판의 부착거리가 증가 함에 따라 부유구조물의 후류에서 생성되는 와류경계층의 두께가 감소되는 유동구조를 보여 준다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2007년도 춘계학술발표회
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• pp.161-168
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• 2007

부유소파제의 기본형으로 널리 쓰이는 폰툰형 부유구조물을 1/35 로 축소하여 부체양쪽 끝단에 각각 한 개의 수직평판과 부체 하면에 두 개의 커튼판을 부착하여 부유구조물 주위에 생성되는 유동현상을 해석하고자 하였다. 유동해석은 기계공학 및 유체역학 분야에서 활발하게 사용되고 있는 입자영상유속계 (PIV)를 사용하였으며, 유입유속의 변화와 수직평판의 설치 간격에 따라 부유구조물의 중앙에서 연속적으로 방출되는 와의 주기성과 와의 상세 구조를 파악하였다. 와의 주기성을 해석하기 위해 부유구조물의 중앙부 28개 지점에서 수평방향속도성분과 난류강도에 대한 파워스펙트럼 값을 산출하여 수직평판의 설치간격에 따른 부유소구조물 주위의 유동현상에 대해 고찰하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제17권3호
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• pp.138-148
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• 2005

부유체 및 부유식 교량과 같은 부유식 구조물이 파랑하중에 대하여 나타내는 동적거동을 주파수영역에서 구하는 연구를 수행하였다. 먼저, 부분적으로 유체에 잠겨 파랑하중의 작용을 받는 부유체에 대하여, 이의 강체운동과 관련된 동유체력계수인 부가질량, 감쇠 및 파강제력를 선형포텐셜이론과 경계요소법을 이용하여 주파수 영역에서 산정한다 다음으로,부유식 교량과 같이 앞에서 구한 부유체로 지지되며 유한요소를 이용하여 모델링 되는 부유식 구조물에 대하여, o)의 동적거동에 관한 운동방정식을 수립한다. 동유체력계수들이 주파수 의존적 성질을 가지므로 해석은 주파수영역에서 수행한다. 적용 예제로서 반구와 같은 부유체를 이용하여 해석결과를 문헌과 비교 검증한 후,부유식 교량을 지지하는 폰툰형 부유체에 대한 동유체력계수들을 구하고, 이를 이용하여 설계 파랑하중을 받는 부유식 교량의 동적 거동해석을 수행한다. 해석 예제를 주파수영역에서 해석한 결과 입사파스펙트림의 피크 주파수와 교량의 고유진동수가 가까워 응답이 증폭될 소지가 있었으나 주파수 의존적인 파강제력의 피크가 벗어난 영향으로 응답이 증폭되지 않음을 알 수 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권5호
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• pp.381-388
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• 2014

본 연구는 해상풍력발전을 위한 기초적인 연구로서 해상의 상태를 단순히 모사한 파랑에 의한 부유체의 시계열 및 주파수 거동의 특성을 파악하기 위하여 조파기를 구축하고 이의 타당성연구를 하고자 하였다. 소형의 조파수조에 모사된 여러 가지 파고 데이터를 검증하였으며, 단순한 부유형상을 제작하여 설치하고 이의 거동을 해석하였다. 부유체의 거동분석을 위해 하부체에 계류선을 설치 유무에 따라 그 거동특성도 관찰하였다. 부유체 거동을 가시화하기 위하여 부유체 내에 LED를 설치하여 고속카메라를 이용하여 촬영한 이미지를 해석하였다. 그 결과 부유체에 계류선이 설치된 경우 파랑에 의한 힘이 계류선으로 분산이 된다는 것을 알 수 있었다. 또한 부유체의 시계열 거동에 대한 스펙트럼 분석 결과 파랑의 주기가 길어질수록 피크값이 점차 감소한다는 것을 확인하였다.

• International Journal of Ocean System Engineering
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• 제2권3호
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• pp.176-184
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• 2012

Installing floating structures in a coastal area requires careful observation of the finite-depth effect. In this paper, a Rankine panel method that includes the finite-depth effect is developed in the time domain. The bottom boundary condition is satisfied by directly distributing Rankine panels on the bottom surface. A stepwise analysis is performed for the radiation diffraction problems and consequently freely-floating motion responses over different water depths. The hydrodynamic properties of two test hulls, a Series 60 and a floating barge, are compared to the results from another computation program for validation purposes. The results for both hulls change remarkably as the water depth becomes shallower. The important features of the results are addressed and the effects of a finite depth are discussed.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제3권2호
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• pp.122-125
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• 2011

In this work, the movement pattern of a floating breakwater is numerically analyzed using Smoothed Particle Hydrodynamic (SPH) method as a Lagrangian scheme. At the seaside, the regular incident waves with varying height and period were considered as the dynamic free surface boundary conditions. The smooth and impermeable beach slope was defined as the bottom boundary condition. The effects of various boundary conditions such as incident wave characteristics, beach slope, and water depth on the movement of the floating body were studied. The numerical results are in good agreement with the available experimental data in the literature The results of the movement of the floating body were used to determine the transmitted wave height at the corresponding boundary conditions.