• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.1377-1385
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• 2016

Conventional X-band marine radar has been used as one of the effective tools for collecting and retrieving ocean surface information parameters for three decades. Several wave information extracting algorithms have been designed in such a way that they can be utilized for efficiently estimating sea surface wave parameters such as current velocities, wave direction, significant wave heights in VTS (Vessel Traffic Service). However, their performances are still restricted. For the purpose of overcoming the performance limits, in this paper, first the conventional algorithms are analyzed and their performances are compared, and then a new control algorithm is proposed. Furthermore, we try to improve the estimation performances of typical wave parameters including wave directions and significant wave heights by introducing linear regression model in the process of computing wave information extraction. Through several simulations with the X-band radar images, it is shown that the proposed method is very effective in estimating the wave information compared to the real measured buoy data.

• 한국해양공학회지
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• 제28권1호
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• pp.6-11
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• 2014

This paper presents the results of an experimental study of wave run-ups on a semi-submersible offshore structure. A series of model tests with a 1:80 scale ratio were carried out in the two-dimensional wave basin of MOERI/KIOST. The experimental model had two columns and one pontoon. The model was fixed and wave elevations were measured at five points per column. Two different draft (operational & survival) conditions and three wave heights were considered under regular wave conditions. First, the nonlinear characteristics of wave run-ups are discussed by using the time series data. Then, the wave heights are compared with numerical results based on the potential flow model. The comparison shows fairly good correlation between the experiments and computations. Finally, wave run-ups under the operational and survival conditions are suggested.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제23권6호
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• pp.414-421
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• 2011

경사입사파 내습시 직립구조물의 마루높이 산정을 위해 기존 연구의 대부분은 입사각에 따른 월파량 저감계수를 제시하였다. 그러나 기존 연구에서 파랑증폭과 월파의 공간적 분포는 고려하지 않았다. 본 연구에서는 직립구조물을 따른 파랑 증폭현상에 의한 월파의 공간적분포를 실험적으로 검토하였다. 실험결과에 의하면, 직립구조물 시점으로부터 유의파 파장 기준 3파장까지 구간은 직각입사와 동일한 방법으로 마루높이를 산정하고, 그 이후 구간에 대해서는 파랑의 증폭과 월파의 공간적 분포를 고려한 월파량 저감계수를 사용하는 것이 합리적인 것으로 검토되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회(2)
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• pp.842-845
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• 2005

A method for the numerical simulation of two-dimensional free-surface flow resulting from the propagation of regular gravity waves over topography with arbitrary bottom shape is presented. The method is based on the numerical solution of the Euler equations subject to the fully nonlinear free-surface boundary conditions and the appropriate bottom, inflow and outflow conditions using a hybrid finite-differences and spectral-method scheme. The formulation includes a boundary-fitted transformation, and is suitable for extension to incorporate large-eddy simulation (LES) and large-wave simulation (LWS) terms for turbulence and breaking wave modeling, respectively. Results are presented for the simulation of the free-surface flow over two different bottom topographies, with constant slope values of 1:10 and 1:20, two different inflow wave lengths and two different inflow wave heights. An absorption outflow zone is utilized and the results indicate minimum wave reflection from the outflow boundary. Over the bottom slope, lengths of waves in the linear regime are modified according to linear theory dispersion, while wave heights remain more or less unchanged. For waves in the nonlinear regime, wave lengths are becoming shorter, while the free surface elevation deviates from its initial sinusoidal shape.

• 한국해안해양공학회지
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• 제12권2호
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• pp.87-95
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• 2000

스펙트럼 천해파 모델을 두 가지의 다른 조위조건을 각기 합성하여 경기만 해역에 적용하였다 첫 번째의 조석과 파운동의 합성으로 일정 조위시 파운동의 파수보존식과 에너지 보존식만을 이용한 파랑수치모델링이다. 이와같은 일정조위시에는 조류가 존재하지 않는다 두 번째 조합은 조석의 연속방정식과 운동량방정식 파운동의 파수보존식과 에너지 보존식을 동적으로 연계한 수치 모델링이다. 전해역에 조위를 일정하게 지정하였을 때 주요 참고 지점의 유의 파고 및 파향 등을 검토하였고 조석과 파랑을 연계수치 모델링하였을때에 산정되는 유의 파고와 파향 등을 일정 조위로 가정하고 산정되는 결과와 비교 분석하여 제시하였다 이러한 수치모형의 계산결과시 조석조건에 따라 파고 및 파향의 변이가 심대하게 다를 수 있음을 확인하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제7권3호
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• pp.137-145
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• 2004

제주해역의 상기 파랑분포 특성을 제3세대 파랑모델인 SWAN모델에 의한 시뮬레이션을 통해 고찰하였다. 제주해역은 한국 연안에서 파랑에너지 밀토가 상대적으로 큰 해역으로 파력발전에 적합한 후보지이며, 파력발전 효율은 해역의 파랑특성 인자들에 밀접히 연관되어 있다. 파랑분포는 한국해양연구원의 광역 장기 파랑추산 자료의 월평균 파랑특성을 경계조건으로 1 km 격자의 SWAN모델 시뮬레이션을 통해 획득하였으며, 파랑분포 해석은 유의파고, 평균 파향, 평균 과주기의 계절적ㆍ공간적 변화특성 고찰을 주목적으로 하였다. 유의파고는 겨울과 여름이 우세하며, 지역적으로는 제주도의 서쪽이 동쪽에 비해 유의파고가 높다. 유의파고의 최고치는 겨울에 북서쪽 해역에서 발생하며, 여름철의 남동쪽 해역이 다음으로 우세하고, 봄가을은 전체적으로 파고가 낮으나 분포가 비교적 균일하다. 파향의 분포는 회절의 영향을 받는 배후지역을 제외하면, 여름에는 북서 방향이 지배적이고, 겨울에는 남동 방향이 지배적이다. 파주기는 여름과 겨울철에 길고, 동쪽에 비해 서쪽 해역에서 길게 나타난다. 파주기의 최대치는 겨울에 서쪽 해역에서 발생하고, 여름에는 남쪽 해역의 파주기가 다소 우세하나 비교적 균일한 분포를 갖는다.

• 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해안해양공학회 2003년도 한국해안해양공학발표논문집
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• pp.376-381
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• 2003

The reliability analysis of overtopping probability is proposed. In order to estimate the expected overtopping probability of the rubble mound breakwater, the experimental results of individual wave runup height is applied for the analysis of irregular wave system. The joint distribution of wave heights and periods is used for the input data of runup calculation because the runup height depends on the wave height and period. The runup heights during the one event that the design wave attacks the rubble mound breakwater extend to the one life cycle of 60 years. Utilizing the Monte-Carlo method, the one life cycle is tried more about 60 times for obtaining the expected value of overtopping probability. It is found that the inclusion of the variability of wave tidal and wave steepness has great influence on the computation of the expected overtopping probability of rubble mound breakwater. The previous design disregarding the tidal fluctuation largely overestimates or underestimates the expected overtopping probability depending on tidal range and wave steepness.

• Ocean and Polar Research
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• 제37권1호
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• pp.1-9
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• 2015

An approach based on the combined use of a 2D shallow water model and analytical 1D long wave run-up theory is proposed which facilitates the forecasting of tsunami run-up heights in a more rapid way, compared with the statistical or empirical run-up ratio method or resorting to complicated coastal inundation models. Its application is advantageous for long-term tsunami predictions based on the modeling of many prognostic tsunami scenarios. The modeling of the Chilean tsunami on February 27, 2010 has been performed, and the estimations of run-up heights are found to be in good agreement with available observations.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제11권1호
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• pp.597-605
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• 2019

This paper proposes a novel method for efficient prediction of joint distributions of heights and periods of nonlinear ocean waves. The proposed novel method utilizes a transformed linear simulation which is based on a Hermite transformation model where the transformation is chosen to be a monotonic cubic polynomial, calibrated such that the first four moments of the transformed model match the moments of the true process. This proposed novel method is utilized to predict the joint distributions of wave heights and periods of a sea state with the surface elevation data measured at the Gulfaks C platform in the North Sea, and the novel method's accuracy and efficiency are favorably validated by using comparisons with the results from an empirical joint distribution model, from a linear simulation model and from a second-order nonlinear simulation model.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.101-109
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• 2021

항해용 X-band 레이다를 이용한 파랑관측은 해수면에 후방산란 된 전자기파 이미지를 분석하여 이루어진다. 1분당 42개의 해수면 시계열 이미지로부터 3차원 FFT를 계산하고 변조전달함수(Modulation Transfer Function)를 구하여 파랑정보를 추출한다. 따라서 레이다 파고계로 계측한 유의파고의 정확도는 X-band 레이다 영상의 상태에 따라 결정된다. 2020년 여름 태풍 마이삭과 하이선 내습 시 강릉 안인 해안에 설치된 X-band 레이다 파고계로 관측한 유의파고의 오차가 크게 발생하였다. 이는 태풍 내습 시 급격히 유의파고가 증가하는 한편 강한 강우가 동반되어 X-band 레이다 영상의 품질이 저하되었기 때문이다. 최대 오차 발생 이전까지 많은 강우가 있었음이 확인된다. 본 연구에서는 convolution neural network(CNN)을 이용하여 레이다 이미지로부터 강우 여부를 분류하고 강우여부에 따라 강우시 인공신경망 모델을 적용하여 태풍 시 유의파고 관측 정확도를 향상시켰다. 폭우를 동반한 태풍 시 레이다 자료 특성에 기반하여 인공신경망 유의파고 산출 알고리즘을 개선하고 이를 통해 X-band 레이다 파고계의 정확도를 향상시키는 방법을 제시하였다.