Remote sensing wave observation data are crucial when analyzing ocean waves, the main external force of coastal disasters. Nevertheless, it has limitations in accuracy when used in low-wind environments. Therefore, this study collected the raw data from MIROS Wave and Current Radar (MWR) and wave radar at the Ieodo Ocean Research Station (IORS) and applied the optimal filter by combining filters provided by MIROS software. The data were validated by a comparison with South Jeju ocean buoy data. The results showed it maintained accuracy for significant wave height, but errors were observed in significant wave periods and extreme waves. Hence, this study used an artificial neural network (ANN) to improve these errors. The ANN was generalized by separating the data into training and test datasets through stratified sampling, and the optimal model structure was derived by adjusting the hyperparameters. The application of ANN effectively improved the accuracy in significant wave periods and high wave conditions. Consequently, this study reproduced past wave data by enhancing the reliability of the MWR, contributing to understanding wave generation and propagation in storm conditions, and improving the accuracy of wave prediction. On the other hand, errors persisted under high wave conditions because of wave shadow effects, necessitating more data collection and future research.
The rogue wave was generated in a two-dimensional wave tank the rogue wave kinematics was investigated including local and convective accelerations of the water particle and verification of existing prediction methods. PIV technique was applied to measure the wave kinematics near the wave crest which extended to compute the local and convective accelerations. The experimental results were compared with several analytical predictions. The convective acceleration under the crest of rogue wave has a similar magnitude with the local acceleration.
Ocean Research Stations (ORSs) is the ocean platform type observation towers and measured oceanic, atmospheric and environmental data. These station located on the offshore area far from the coast, so they can produce the data without land effect. This study focused to improve the wave data quality of ORS station. The wave observations at ORSs are used by the C-band (5.8 GHz, 5.17 cm) MIROS Wave and Current Radar (MWR). MWR is convenient to maintenance and produce reliability wave data under bad weather conditions. MWR measured significant wave height, peak wave period, peak wave direction and 2D wave spectrum, so it's can provide wave information for researchers and engineers. In order to improve the reliability of MWR wave data, Datawell Waverider Buoy was installed near the one ORS (Socheoncho station) during 7 months and validate the wave data of MWR. This study found that the wave radar tend to be overestimate the low wave height under wind condition. Firstly, this study carried out the wave Quality Control (QC) using wind data, however the quality of wave data was limited. So, this study applied the four filters (Correlation Check, Direction Filter, Reduce White Noise and Phillips Check) of MWR operating software and find that the filters effectively improve the wave data quality. After applying 3 effective filters in combination, the RMSE of significant wave height decreased from 0.81m to 0.23m, by 0.58m and Correlation increased from 0.66 to 0.96, by 0.32, so the reliability of MWR significant wave height was significantly improved.
This paper has been studied that ocean wave vibration power generator is composed of buoy and vibration generator to make effective use of ocean wave energy. We designed buoy to can occur resonance for dominant frequency with ocean wave. And then we fitted the natural frequency of vibration system with vibration power generator to buoy's natural frequency. And we can show that the amplitude of ocean wave up and down motion is decreased, on the other hand, the displacement of vibration system with vibration power generator is increased. Therefore, ocean wave vibration power generator which is proposed in this paper has merits not only securing its stability from surroundings but also producing more electronic power by using ocean wave energy.
This paper describes a wave modeling method using low-cost sensors. Wave modeling is applied to the wave monitoring system for accurate measurement of ocean wave parameters. The observation of ocean wave parameters is necessary to improve the accuracy of forecast of ocean wave condition. However, the ocean wave parameters measured by a low-cost wave monitoring system suffer from several errors. Therefore we introduce a wave modeling method to compensate the ocean wave parameters corrupted by errors. The proposed method is analyzed using experiments within controlled environment. It is verified that the accuracy of low-cost wave monitoring system can be increased by the proposed method.
Numerical study on interactions of waves and currents has considerable practical interests in coastal and ocean engineering. And wave-current interactions strongly influence wave characteristics, current profiles, and forces on offshore structures. Presence of currents affects wave properties such as wave height and wave profiles. Furthermore, in case of the irregular waves, it is more complicated problem. The propose of present study, using the one-dimensional wave-current numerical model is based on the extended Boussinesq equation(Madsen, 1991) and an alternative form of wave-current dispersion relation(Mohiuddin, 1999, 2000) including wave action concept, is to simulate wave propagation in a current field including the irregular waves and discuss applicability of the model in a wave-current field.
Young Jun Kim;Hyung Min Baek;Young Jun Yang;Eun Soo Kim;Young-Myung Choi
한국해양공학회지
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제37권1호
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pp.20-30
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2023
Modeling a nonlinear ocean wave is one of the primary concerns in ocean engineering and naval architecture to perform an accurate numerical study of wave-structure interactions. The high-order spectral (HOS) method, which can simulate nonlinear waves accurately and efficiently, was investigated to see its capability for nonlinear wave generation. An open-source (distributed under the terms of GPLv3) project named "HOS-ocean" was used in the present study. A parametric study on the "HOS-ocean" was performed with three-hour simulations of long-crested ocean waves. The considered sea conditions ranged from sea state 3 to sea state 7. One hundred simulations with fixed computational parameters but different random seeds were conducted to obtain representative results. The influences of HOS computational parameters were investigated using spectral analysis and the distribution of wave crests. The probability distributions of the wave crest were compared with the Rayleigh (first-order), Forristall (second-order), and Huang (empirical formula) distributions. The results verified that the HOS method could simulate the nonlinearity of ocean waves. A set of HOS computational parameters was suggested for the long-crested irregular wave simulation in sea states 3 to 7.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제36권6호
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pp.780-787
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2012
일반적으로 파력진동발전기는 부양 체, 진동시스템, 선형발전시스템으로 구성된다. 기존의 파력 진동발전기는 진동시스템과 파도에너지가 갖는 주파수를 일치시켜 공진현상을 이용하여 에너지효율을 극대화하였다. 그러나 파도에너지가 갖는 주파수는 시시각각 변하기 때문에 공진을 이용하여 파도에너지를 효율적으로 얻는 것은 어렵다. 본 논문에서는 이러한 단점을 해결하기위해 파력 발전기를 구성하는 부양 체와 진동시스템에 대하여 연구하였다. 먼저 파도에너지가 갖는 중심주파수에서 공진이 발생되도록 바다에 떠있는 부양 체를 설계하였고, 진동시스템과도 공진이 발생되도록 진동시스템을 설계하였다. 그 결과 일정 주파수대역에서 파력진동발전기를 구성하는 부양 체와 영구자석사이의 상대속도는 증가한 반면 부양 체와 바닷물사이의 상대변위는 작아짐을 알 수 있다. 따라서 본 논문에서 제안한 방법은 기존 방법에 비해 부양 체와 바닷물사이의 상대변위가 작기 때문에 극한 바다 주변 환경으로부터 부양 체의 안정성을 확보할 수 있고, 시시각각 변하는 주파수를 갖는 파도에너지로부터도 더 많은 운동에너지를 얻을 수 있는 장점을 가진다.
In the present study, a flow analysis for estimating the wave loads acting on a stationary floating body inside a viscous numerical wave tank was performed using the commercial software FLUENT. The governing equations for the viscous and incompressible fluid motion were the continuity and Navier-Stokes equations, and a piston-type wavemaker was employed to reproduce wave environments. First, the optimal simulation conditions were derived through numerical tests for the wavemaker and wave absorber, and then the wave loads and wave run-up on a vertical truncated cylinder were estimated and compared with the experimental and other numerical results.
Taegeon Hwang;Seung-Chul Seo;Hoyeong Jin;Hyeseong Oh;Woo-Dong Lee
한국해양공학회지
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제38권4호
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pp.149-163
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2024
This paper employs the third-generation simulating waves nearshore (SWAN) ocean wave model to estimate and analyze storm waves induced by Typhoon Bolaven, focusing on its impact along the west coast and Jeju Island of Korea. Utilizing reanalyzed meteorological data from the Japan Meteorological Agency meso scale model (JMA-MSM), the study simulated storm waves from Typhoon Bolaven, which maintained its intensity up to high latitudes as it approached the Korean Peninsula in 2012. Validation of the SWAN model against observed wave data demonstrated a strong correlation, particularly in regions where wind speeds exceeded 20 m/s and wave heights surpassed 5 m. Results indicate significant storm wave heights across Jeju Island and Korea's west and southwest seas, with coastal grid points near islands recording storm wave heights exceeding 90% of the 50-year return period design wave heights. Notably, specific grid points near islands in the northern West Sea and southwest Jeju Island estimated storm wave heights at 90.22% and 91.48% of the design values, respectively. The paper highlights the increased uncertainty and vulnerability in coastal disaster predictions due to event-driven typhoons and emphasizes the need for enhanced accuracy and speed in typhoon wave predictions amid the escalating climate crisis.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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