• 대한토목학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.47-54
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• 1993

일반적인 기하학적 경계와 해저 지형을 가진 항만에서 해수 고유 진동 특성의 수치해석을 위하여 유한요소법이 응용되었다. 지배 방정식인 Helmholtz방정식을 일반화된 매트릭스 고유치문제로 변환하는데 표준유한요소과정을 사용하였다. 고유주기와 고유진동모우드의 수치해를 얻기위한 컴퓨터 프로그램이 개발되었고, 고유치의 수치해석과정에서 수치적 특이성을 취급하기 위해 고유치 이동기법이 고안되었으며, 수치적 악조건을 극복하기 위해서는 행렬원소의 축척화가 효과적임을 알았다. 수치예로서 먼저 해석해를 알 수 있는 경우를 해석하여 수치해와 해석해를 비교해 봄으로써 작성된 컴퓨터 프로그램의 유용성을 확인하였고, 일반적인 경계 조건과 임의 수성의 실제 항만에 유한요소 해법을 적용하여 성공적으로 고유진동의 해를 구하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제11권4호
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• pp.216-230
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• 1999

확장형 완경사방정식을 지배방정식으로 사용하며 무한원방에서의 방사조건은 무한요소로, 그리고 항입구에서의 흐름분리로 인한 에너지 손실의 고려는 정합요소로 처리하는 Galerkin 유한요소 모형을 개발하였다. 완전 및 부분 개방 직사각형 항만에 대한 수치실험 결과 항입구에서의 에너지 손실의 포함은 港奧에서의 증폭비를 상당히 감소시키는 것으로 나타났으며, 입사파고와 제트 길이의 증가는 증폭비의 상당한 감소를 초래하였다. 감천항에서 제트길이를 고려한 경우 공진주기의 이동으로 입사파 진폭이 작을 때는 손실을 고려하지 않은 경우보다 진폭비가 오히려 크게 나타났다. 관측된 입사 장주기 파고의 사용시에는 항입구 손실이 작은 것으로 나타났으나 지진해일의 내습시와 같이 파고가 큰 경우에는 상당한 입구 손실이 예상되었다. 감천항의 Helmholtz 공진모드는 주기 31.0분으로 제시되어 관측 겨로가인 27.0~33.3분과 잘 일치하였다. 또한 관측치인 주기 9.4~12.1분과 5.2~6.2분의 공진모드도 10.4분과 6.6분 또는 5.6분으로 상당히 재현되었다. 한편, 감천항에는 매우 다양한 모드의 부진동이 존재하는 것으로 나타났으며, 영일만 마찬가지로 주기 3.6분과 1.6분에서 상당한 진폭비의 횡방향 공진이 존재함을 확인하였다.

• 한국항만학회지
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• 제7권1호
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• pp.79-88
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• 1993

This study deals with the case of a fixed floating structure(FFS) at the mouth of a rectangular harbor under the action of waves represented by the linear wave theory. Modified forms of the mild-slope equation is applied to the propagation of regular wave over constant water depth. The model is extended to include bottom friction and boundary absorption. A hybrid element approximation is used for calculation of linear wave oscillation in and near coastal harbor. Modification of the model was necessary for the FFS. For the conditions tested, the results of laboratory experiments by Ippen and Goda(1963), and Lee (1969) are compared with the calculated one from this model. The cases of flat cylinderical structures, both fixed and floating, were taken to be in an intermediate water depth.

• 한국해양학회지
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• 제21권4호
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• pp.245-258
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• 1986

入射長波에 의해 발생하는 강제 副振動 現象을 밝히기 위한 2次元 數値모델을 개발하여 우리나라주요 港灣中 副振動이 가장 빈번히 觀測되는 迎日 과 浦港新項 에 적용하였다. 本 硏究의 結果는 다음과 같다. 1. 數値모델에 의해 구한 硏究 海灣 의 固有週期는 迎日 의 경우 제1固有週期는 약 70분이고, 第2固有週期는 약 25분 이며 浦港新項의 경우 第1固有週期는 약 25분이고, 제 2고유주기는 약 7.5분이다. 이는 理論式 Spectrum 분석, 統計調査에 의해 구한 週期와도 잘 일치함이 確認되었 다. 2. 迎日 第2固有週期와 浦港新項의 第1固有週期는 거의 같다. 그러므로 迎日 내로 25분주기의 長波가 들어올 때 浦港新項내의 海面 副振動은 강하게 增幅될 수 있다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제27권1호
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• pp.14-24
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• 2015

본 연구는 선박의 크기, 계류조건, 파랑의 주기, 파향 등에 의한 계류선박의 동요량을 해석하고 선박의 하역한계파고 산정 및 항만가동율을 평가하는 방법을 제시한 것이다. 본 방법은 포항신항 제8부두의 파랑관측자료를 이용하여 타당성을 검증하였다. 하역중단 시 파랑관측 자료는 파고 0.10~0.75 m, 주기 7~13 s 이었으며, 이때 계류된 선박은 800~35,000톤 이었다. 그리고 본 방법으로부터 산정된 제 8부두의 하역한계파고는 선박 5,000, 10,000, 30,000톤에 대하여 파고 0.19~0.50 m, 주기 8~12 s로 산정되었다. 본 방법의 결과는 연구대상 선박의 크기가 현지 선박의 크기와 정확히 일치하지는 않아서 파고는 관측치와 다소 차이를 보이지만 주기변화에 따라 하역한계파고를 잘 재현하고 있음을 알 수 있었다. 그리고 파향이 75도 인 경우의 본 방법에 의한 하역한계파고는 현행 항만설계 기준에 제시된 한계파고 보다 장단주기 파를 고려하면 16~62% 감소하였고, 단주기 파랑만 고려하면 0~46%감소하였다. 특히 현행 항만설계기준의 하역한계하고는 10,000톤 이하의 선박에 대해서는 과대 평가되었음을 확인할 수 있었다. 한편, 선박의 동요량을 고려하여 산정된 포항신항 제 8부두의 가동율은 설계기준 파고에 의한 가동율 에 비하여 6.5% 감소하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2016년도 춘계학술대회
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• pp.124-126
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• 2016

해안역에서의 대규모 개발은 파랑에너지의 전파에 상당한 변화를 초래한다. 특히, 항만내로 전파되는 파랑장을 변화시켜 기존의 에너지 전달체계에 큰 영향을 야기한다. 따라서, 이러한 파랑에너지의 변화를 사전에 예측하여 항만내의 선박이나 항만구조물의 피해를 막을 수 있다. 그러나 일반적으로 수행되는 항만내의 파랑장 검토 즉, 정온도 검토는 주로 공학적으로 문제가 되는 주기 10~20sec의 풍파와 너울성 파랑에 대하여 수행되고 있다. 그러나 실제 현장에서는 20sec 이상의 장주기 파랑에 의한 선박이나 항만구조물에 상당한 피해를 가져오기도 하지만 이로 인해 연간 부두 접안율이 낮아 항만운영에 어려움을 겪고 있다. 본 실험은 대규모 개발에 따른 장주기 파랑에 의한 반응특성과 부진동의 영향을 검토하였다. 특히, 항내 수제선에 개발이 집중적으로 이루어져 내륙측으로 항만수역을 보완하거나 변경이 어려운 경우 장주기파로 인한 부진동의 영향을 저감하기 위한 시도로 공진수역을 도입하였으며, 이에 대한 반응 특성을 분석하여 장래 항만 재배치 계획에 반영할 수 있는 근거가 될 수 있을 것으로 본다.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제11권3호
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• pp.7-13
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• 2014

Everyday about 90% of cargos are delivered by ships, and thousands of vessels enter and depart the international container harbors such as Shanghai, Singapore, Hong Kong, Busan, Rotterdam, etc. Maneuvering at harbor is known as the most sophisticated and difficult procedure, because the effectiveness of actuators during low speed berthing is reduced. In this paper, a new berthing method is discussed. Tugboats are combined with damper systems to ensure safe berthing. A mathematical model describing the interaction between unactuated ship, tugboats and damper systems is presented. An optimal controller is designed to maneuver the ship without oscillation and overshoot. MCL (Marine Cybernetics Lab) model ship is used to evaluate the efficiency of the proposed approach through MatLab simulation.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.873-883
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• 2014

본 연구는 선박의 크기, 계류상태, 파랑의 주기, 파향 등의 영향을 반영하여 계류선박의 동요량을 계산하고, 그 결과를 이용하여 선석 전면에서 하역한계파고를 산정하는 방법을 제시한 것이다. 여기서는 포항신항의 제 8부두에 본 방법을 적용하고 하역중단시 현지 파랑 관측자료와 비교하여 그 타당성을 검증하였다. 하역중단시 현지 선박의 크기는 800~35,000ton이었으며, 이 때 관측된 파랑은 파고 0.10~0.75m, 주기 7~13s이었다. 본 방법에 의한 하역한계파고는 5,000ton, 10,000ton, 30,000ton 선박에 대하여 파고 0.19~0.50m, 주기 8~12s로 계산되었으며, 본 방법은 파랑의 주기 변화 및 선박의 크기에 대응하여 하역중단시 현지 파랑 관측 결과를 잘 재현하였다. 한편 본 방법에 의한 하역한계파고는 선형 5,000~30,000ton, 주기 12s, 선박에 입사하는 파랑의 각도가 $75^{\circ}C$일 때, 설계기준의 하역한계파고에 비해서 장 단주기 파를 고려하면 16~62%, 단주기 파랑만 고려하면 0~46% 감소하였다. 또한 설계기준에 제시된 하역한계파고는 주기 변화 및 선형에 따라 대응하지 못하며, 10,000ton 이하의 선박에 대해서는 과대 평가되어 있음을 확인하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.47-57
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• 2010

Woo and Liu (2004)의 확장형 Boussinesq FEM 수치모형에서 한계점으로 지적되었던 수치진동현상과 계산 효율성이 크게 개선되었다. 수치진동을 해결하기 위해 subgrid scale stabilization method를 사용하였고, 계산효율성을 높이기 위해서 Hessian 연산자를 도입하였으며, 유속벡터에 대한 행렬 구성을 하나의 행렬로 구성하였다. 또한 추가변수에 대한 행렬은 mass lumping technique을 사용하여 대각행렬로 구성하였다. Vincent and Briggs(1989)의 파랑 굴절 및 회절에 대한 수치실험 결과 수치진동현상이 확연히 줄어 들은 것을 관찰할 수 있었으며, 수리실험 결과와도 상당히 일치하는 결과를 보였다. 이전 모형에 비해 약 10배의 계산소요시간이 줄어 향후 항만부진동이나 퇴적물 이동과 같은 현실적인 문제에 적용이 가능할 것으로 기대된다.