• 한국지구과학회지
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• 제44권1호
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• pp.1-12
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• 2023

해양의 파랑은 지구온난화 및 기후변화의 중요한 지표 중 하나로 인식되고 있다. 기후변화와 동아시아 몬순의 영향을 직접적으로 받는 황해 및 동중국해역에서의 유의파고 및 파향의 시공간 변동성 연구가 필요하다. 본 연구에서는 유럽중기예보센터(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts; ECMWF)에서 제공하고 있는 5세대 모델 재분석장 (ECMWF Reanalysis 5, ERA5) 자료를 활용하여 황해 및 동중국해역에서의 유의파고와 파향의 공간분포와 계절 및 경년변동을 포함하는 시공간 변동성을 분석하였다. 모델 재분석자료를 활용한 유의파고와 파향의 변동성 분석에 앞서 이어도 해양과학기지 관측 자료와의 비교를 통하여 정확도를 검증하였다. 평균 유의파고는 0.3-1.6 m의 범위를 보였으며 북쪽에 비해 남쪽이 높고 연안에 비해 황해 중심부에서 높은 공간분포 특성을 보였다. 유의파고의 표준편차 또한 평균과 유사한 양상을 나타내었다. 황해에서 유의파고와 파향은 뚜렷한 계절변동성을 보였다. 유의파고의 경우 전반적으로 겨울철에 가장 높았으며 늦봄 또는 초여름에 가장 낮았다. 파향은 계절풍의 영향으로 겨울철에는 주로 남쪽으로 전파되었으며 여름철에는 북쪽으로 전파되는 특성이 나타났다. 유의파고의 계절변동은 여름철 태풍 등의 영향으로 해마다 연 진폭의 큰 변화를 가진 강한 경년변동성을 보였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제15권1호
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• pp.21-32
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• 2003

본 연구에서는 1996년에 Hanzawa et al.이 수평혼성방파제 피복 블록의 기대피해를 계산하기 위해 개발한 신뢰성 설계법을 방향 불규칙 파의 방향 분산, 심해 설계 주파향이 해안선에 직각 방향으로부터 기울어진 각도, 심해 주파향의 설계치에 대한 편차 등과 같은 파향의 변동성을 고려할 수 있도록 확장하였다. 심해로부터 방파제 설치 위치까지의 파랑 변형을 계산하기 위하여 Hanzawa et al.은 평행한 등심선을 갖는 직선 해안에 직각으로 입사하는 일방향 불규칙파를 가정하여 1975년에 Goda가 개발한 모형을 사용하였다 본 연구에서는 방향 불규칙파의 변형을 계산하기 위하여 1997년에 Kweon et al.이 개발한 모형을 사용하였다 계산 결과. 파향의 변동성이 피복 블록의 기대피해 계산에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 만일 본 연구에서 가정한 바와 같이, 방파제에 직각으로 입사하는 파랑에 대한 피복석의 안정공식이 비스듬히 입사하는 파랑에 대해서도 유효하다. 면 파랑의 방향성을 무시한 종래의 설계법은 수심과 바닥경사에 따라 기대피해를 두 배 정도까지도 과대산정 혹은 과소산정 할 수 있을 것이다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제16권1호
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• pp.27-38
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• 2004

본 연구에서는 Shimosako and Takashi(1999)가 직립방파제 케이슨의 기대활동량을 계산하기 위해 개발한 신뢰성 설계법을 방향 불규칙파의 방향 분산, 심해 설계주파향이 해안선에 직각 방향과 이루는 각도, 심해 주파향의 설계치에 대한 변동 등과 같은 파향의 변동성을 고려할 수 있도록 확장하였다. 심해로부터 방파제 설계 위치까지의 파랑변형을 계산하기 위하여 Shimosako and Takahashi는 평행한 등심선을 갖는 직선 해안에 직각으로 입사하는 일방향 불규칙파를 가정하여 Goda(1975)가 개발한 모형을 사용하였다. 본 연구에서는 방향 불규칙파의 변형을 계산하기 위하여 Kweon et al.(1997)이 개발한 모형을 사용하였다. 파랑의 방향분산 및 심해 주파향의 변동에 의한 영향은 별로 크지 않은 반면에, 심해 설계주파향이 해안선에 직각 방향과 이루는 각도의 영향은 상대적으로 커서, 이 각도가 증가함에 따라 기대활동량이 감소하는 경향을 보였다. 특히 우리나라 동해안 일부 지역의 현장 자료를 이용한 경우 파향의 변동성을 고려했을 때의 기대활동량이 이를 고려하지 않았을 때에 비해 약 1/3수준으로 감소하였다. 파랑변형 계산을 위하여 Goda 모형을 사용하는 경우 무시되는 굴절의 영향을 보정하기 위하여 계산된 유의파고를 일률적으로 6% 감소시키는 것은 심해 설계주파향이 약 20$^{\circ}$인 경우에 적합한 값이며, 심해 설계주파향이 보다 작은 경우에는 6%보다 작은 값을, 보다 큰 경우에는 6%보다 큰 값을 사용해야 한다. 케이슨의 기대활동량을 30cm로 설계할 경우 수심이 약 25 m 이하의 지역에서는 파향의 변동성을 고려하지 않더라도 기존의 결정론적 설계보다 최대 약 30% 정도까지 케이슨의 폭을 줄일 수 있다. 동해안 일부 지역의 현장 자료를 사용하여 파향의 변동성을 고려할 경우에는 이를 고려하지 않은 경우보다 최대 약 10% 정도까지 케이슨의 소요 폭이 감소하며, 고려한 전 수심 구간(10∼30 m)에서 결정론적 설계보다 작은 케이슨 폭이 요구된다.

• 한국연안방재학회지
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• 제4권1호
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• pp.7-19
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• 2017

In this study, waves and currents observed by acoustic AWAC, VECTOR and Aquadopp Profiler in Anmok coastal waters were analysed to account for the variability of wave and current and to understand the mechanism of sediment transport generated by wave-induced current in the surf-zone. The monthly variation of wave and residual currents were analysed and processed with long-term observed AWAC data at station W1, located at the water depth of about 18m measured during from February 2015 to September 2016. Wave-induced currents were also analysed with intensive field measurements such as wave, current, suspended sediment, and bathymetry data observed at the surf-zone during in winter and summer. The statistical result of wave data shows that high waves coming from NNE and NE in winter (DEC-FEB) are dominant due to strong winds from NE. But in the other season waves coming from NE and ENE are prevalent due to the seasonal winds from E and SE. The residual currents with southeastern direction parallel to the shoreline are dominant throughout a year except in winter showing in opposite direction. The speed of ebb-dominant southeastern residual currents decreasing from surface to the bottom is strong in summer and fall but weak in winter and spring. By analysing wave-induced current, we found that cross-shore current were generated by swell waves mainly in winter with incoming wave direction about $45^{\circ}$ normal to the shoreline. Depending on the direction of incoming waves, longshore currents in the surf-zone were separated to southeastern and northwestern flows in winter and summer respectively. The variation of observed currents near crescentic bars in the surf-zone shows different direction of longshore and cross-shore currents depending on incoming waves implying to the reason of beach erosion generating the beach cusp and sandbar migration during high waves at Anmok.

• Smart Structures and Systems
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• 제21권6호
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• pp.761-776
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• 2018

Guided wave testing is a reliable and safe method for pipeline inspection. In general, guided wave testing employs a circumferential array of piezoelectric transducers to clamp on the pipe circumference. The sensitivity of the operation depends on many factors, including transducer distribution across the circumferential array. This paper presents the sensitivity analysis of transducer array for the circumferential characteristics of guided waves in a pipe using finite element modelling and experimental studies. Various cases are investigated for the outputs of guided waves in the numerical simulations, including the number of transducers per array, transducer excitation variability and variations in transducer spacing. The effect of the dimensions of simulated notches in the pipe is also investigated for different arrangements of the transducer array. The results from the finite element numerical simulations are then compared with the related experimental results. Results show that the numerical outputs agree well with the experimental data, and the guided wave mode T(0,1) presents high sensitivity to the notch size in the circumferential direction, but low sensitivity to the notch size in the axial direction.

• 한국해양공학회지
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• 제36권6호
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• pp.390-402
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• 2022

Offshore wind energy has become a major energy source, and various studies are underway to increase the economic feasibility of floating offshore wind turbines (FOWT). In this study, the characteristics of wave-induced motion of a combined wind-wave energy platform were analyzed to reduce the variability of energy extraction. A user subroutine was developed, and numerical analysis was performed in connection with the ANSYS-AQWA hydrodynamic program in the time domain. A platform combining the TLP-type FOWT and the Wavestar-type wave energy converter (WEC) was proposed. Each motion response of the platform on the second-order wave load, the effect of WEC attachment and Power take-off (PTO) force were analyzed. The mooring line tension according to the installation location was also analyzed. The vertical motion of a single FOWT was increased approximately three times due to the second-order sum-frequency wave load. The PTO force of the WEC played as a vertical motion damper for the combined platform. The tension of the mooring lines in front of the incident wave direction was dominantly affected by the pitch of the platform, and the mooring lines located at the side of the platform were mainly affected by the heave of the platform.

• 대기
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• 제31권4호
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• pp.377-394
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• 2021

The recent largest forest fire in the Yeongdong region, Goseung/Okgae fires of 2019 occurred during YangGang wind event. The wind can be locally gusty and extremely dry, particularly in the complex terrain of Yeongdong. These winds can cause and/or rapidly spread wildfires, the threat of which is serious during the dry spring season. This study examines the spatial variability of the surface wind and its coupling with the upper atmospheric wind using the data during the IOP of the Gangwon Yeongdong Wind Experiments (G-WEX) conducted in 2020 and the data during YangGang wind event on 4~5 April 2019. In the case of IOPs, strong wind at the surface with a constant wind direction appears in the mountain area, and weak wind with large variability in wind direction appears from foothill to the coast in the vicinity of Gangneung region. However, in the 2019 event, strong wind at the surface with a constant wind direction appears in the entire region from the mountain to the coast, even with the stronger wind in the coast than in some part of the mountain area. The characteristics of the upper atmospheric wind related with the spatial distribution of surface wind show that during IOPs of G-WEX, a strong downdraft exists near the mountaintop in the level of about 1 to 4 km. However, in the 2019 event a strong downdraft is reinforced, when its location moves toward the coast and descends close to the ground. These downdrafts are generated by the breaking of mountain waves.

• 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해안해양공학회 2002년도 한국해안해양공학발표논문집 Proceedings of Coastal and Ocean Engineering in Korea
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• pp.82-91
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• 2002

방파제에 대한 신뢰성 설계 방법은 유럽과 일본을 중심으로1980년대 중반 이후로 발전되어 왔다. 유럽에서는 van der Meer(1988a)가 방파제 피복재의 설계에 확률론적인 방법을 도입하였고, Burcharth(1991)는 사석방파제에 대하여 부분안전계수(partial safety factor)를 이용한 신뢰성 설계 방법을 제시하였다 최근 Burcharth and Sørensen(1999)은 PIANC (Permanent International Association of Navigation Congress) Working Groups의 결과를 요약하여 사석방파제와 직립방파제에 대한 부분안전계수들을 확립하였다. (중략)

• 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.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제31권2호
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• pp.88-99
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• 2019

동해안 남항진 해변에서 1.6 km 떨어진 수심 30.5 m 해역에서 초음파식 파고 파향계를 이용하여 2013년 2월부터 2018년 11월까지 연속 관측을 실시하여 취득된 파랑자료를 분석하였다. 파별분석법과 스펙트럼법에 의해 파고와 주기를 분석하고 두 방법에 의해 산정되는 파라메터 사이의 관계식을 선형 회귀분석에 의해 도출하였다. 또한 유의파고, 유의파주기, 첨두파향의 월별 및 연별 변동성을 분석하였다. 이에 더하여 유의파고와 유의파주기의 상관관계식을 새롭게 제시하고 유의파고에 대한 유의파주기의 변동성 및 확률분포 특성을 고찰하였다.