• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제17권2호
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• pp.63-69
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• 2014

제주도 북동부 연안에서 추 동계에 관측된 파랑자료를 주파수 분석을 통해 파랑의 특성을 검토하였다. 그리고 최대파고를 산정하기 위해 1차 회귀식을 이용하여 유의파고와 최대파고를 비를 계산하였다. 또한, JONSWAP 스펙트럼을 계산하기 위해 계산 된 유의파고와 첨두주파수를 이용하여 관측해역에 맞는 ${\gamma}$값을 추정하였다. 그 결과, 유의파고의 경우 1 m이하의 파랑이 가장 높은 빈도를 가지고 발생하였으며, 1차 관측 시 평균 0.523 m로 관측이 되었고, 2차 관측 시 평균 0.423 m로 관측이 되었다. 그 중 가장 높은 유의파고는 9월 15일부터 9월 17일까지 발생된 태풍으로 인해 4.8 m로 관측되었다. 첨두주파수의 경우 0.12~0.15 Hz(주기는 약 6.67~8.33초)가 가장 높은 빈도로 나타났으며, 유의파고와 첨두 주파수를 이용하여 계산 된 ${\gamma}$값은 평균 2.72를 나타내고 있다. 또한 직선 회귀 식을 이용해 계산 된 유의파고와 최대파고의 비는 $1.635H_s$로 계산되었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제19권3호
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• pp.194-202
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• 2016

본 연구에서는 10 MW급 부유식 파력-풍력 복합발전 시스템의 플랫폼 초기 개념설계를 위해 유한요소해석 기반 위상 최적화를 검토하였다. 실제 파력-풍력 복합발전 시스템 플랫폼의 위상최적화를 수행하기 전에 단순화된 구조설계 문제를 이용하여 효율적인 위상최적화 이론을 확인하고자 밀도법과 균질화설계법의 두 가지 위상최적화 이론을 적용하였다. 단순화된 설계 문제의 결과로부터 균질화설계법 이론을 파력-풍력 복합발전 시스템의 플랫폼 위상최적화에 적용하였다. 파력-풍력 복합발전 시스템의 플랫폼 개념설계를 위해서 유한요소해석 모델을 생성하고 설치해역의 해양환경하중을 고려하여 구조해석을 수행하였다. 설계파 및 조류와 같은 해양환경하중으로부터 기인하는 플랫폼 상의 압력과 계류삭의 인장력을 산출하기 위하여 동수력학 해석을 수행하였다. 구조해석을 위한 하중조건은 부유체 동수력학 해석으로부터의 결과와 파력-풍력 복합발전 시스템 중량을 고려하였고, 경계조건은 관성제거법을 사용하여 구현하였다. 밀도법 기반 파력-풍력 복합발전 시스템 플랫폼의 위상최적화 결과로부터 개념설계 단계에서 주요 구조부재의 배치방안을 제시하였다. 본 연구결과로부터 위상최적화는 부유식 파력-풍력 복합발전 시스템과 같은 새로운 형식의 해양구조물 개발에 있어서 주요 구조부재 배치의 개념설계에 대해 유용한 설계도구임을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.381-384
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• 2011

본 연구에서는 초음속 비행체의 조파저항을 감소시키기 위하여, 최대 주파수 80 kHz의 반복 레이저 펄스에 의해 야기된 에너지 부가법에 관한 실험적 연구가 수행된다. 기류 마하수 1.94의 흡입식 초음속 풍동의 바깥에 설치된 초점렌즈에 의하여 레이저 펄스가 실린더 모델 전단부에 집약된다. 시간변동 항력과 정체압력은 로드셀과 PCB 압력센서에 의해서 측정되며, 동시에 고속 카메라를 이용하여 가시화가 수행된다. 본 연구의 결과로부터, 레이저 펄스 에너지 부가에 의한 항력 저감량은 레이저 펄스 주파수가 증가할 때, 최대 21%까지 거의 선형적으로 증가하였다. 부가 에너지 효율은 레이저 펄스 에너지에만 의존하는 결과를 얻었으며, 최대 1000%까지 달성되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.331-334
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• 2011

램제트 엔진의 성능은 초음속 흡입구의 성능과 밀접한 연관이 있다. 초음속 흡입구 내부 유동 특성을 관찰하기 위해 실험적/전산해석적 연구를 수행하였다. 자발 시동이 가능한 2차원 실험 모델을 설계 제작하고 마하 2.5 초음속 풍동을 이용한 실험적 연구와 Menter's SST 난류 모델과 RANS 방정식에 기본한 전산해석 결과로부터 내부 유동 특성을 정리하였다. 흡입구의 안정 작동 조건에서의 의사충격파(Pseudo-shock wave)와 불안정 작동 조건의 버즈 현상에 대해 자세한 가시화 결과를 제시하였다.

• Wind and Structures
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• 제5권2_3_4호
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• pp.115-126
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• 2002

A mesoscale meteorological model is applied to simulate turbulent airflow and eddy shedding over the Isle of Arran, SW Scotland, UK. Under conditions of NW flow, the mountain ridge of Kintyre, located upwind of Arran, induces gravity waves that also affect the airflow over the island. The possibility to nest domains allows description of the airflow over Arran with a very high resolution grid, while also including the effects of the surrounding mainland of Scotland, in particular of the mountain ridge of Kintyre. Initialised with a stably stratified NW flow, the mesoscale model simulates quasi-stationary gravity waves over the island induced by Kintyre. Embedded in the larger scale wave trains there is continuous development of small-scale transient eddies, created at the Arran hill tops, that move downstream through the stationary wave field. Although the transient eddies are more frequently simulated on the northern island where the terrain is more pronounced, they are also produced over Tighvein, a hill of 458 m on the southern island where measurements of surface pressure and 2 m meteorological variables have been recorded at intermittent intervals between 1996 and 2000. Comparison between early observations and simulations so far show qualitatively good agreement. Overall the computations demonstrate that turbulent flow can be modelled with a horizontal resolution of 70 m, and describe turbulent eddy structure on wavelength of only a few hundred metres.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제8권3호
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• pp.252-261
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• 2016

A spar-type floating substructure that is being widely used for offshore wind power generation is vulnerable to resonance in the heave direction because of its small water plane area. For this reason, the stable dynamic response of this floating structure should be ensured by accurately identifying the resonance characteristics. The purpose of this study is to analyze the characteristics of the combination resonance between the excitation frequency of a regular wave and natural frequencies of the floating substructure. First, the nonlinear equations of motion with two degrees of freedom are derived by assuming that the floating substructure is a rigid body, where the heaving motion and pitching motions are coupled. Moreover, to identify the characteristics of the combination resonance, the nonlinear term in the nonlinear equations is approximated up to the second order using the Taylor series expansion. Furthermore, the validity of the approximate model is confirmed through a comparison with the results of a numerical analysis which is made by applying the commercial software ANSYS AQWA to the full model. The result indicates that the combination resonance occurs at the frequencies of ${\omega}{\pm}{\omega}_5$ and $2{\omega}_{n5}$ between the excitation frequency (${\omega}$) of a regular wave and the natural frequency of the pitching motion (${\omega}_{n5}$) of the floating substructure.

• 대한조선학회논문집
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• 제43권1호
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• pp.1-14
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• 2006

To improve maritime safety, it is very important not only to make safer design and operation but also to do proper response in case of maritime casualty. The large-scaled casualties will be caused by loss of structural strength and stability due to the progressive flooding and enlargement of damage by the effect of waves and wind. To prevent foundering and structural failure, the prediction of ship motion behavior of damaged ship in wave is necessary. This paper describes the motion behavior of damaged ship in waves through theoretical and experimental studies. A time domain theoretical model of damaged ship motions and accidental flooding, which can be applied to any type of ship or arrangement and considers the effects of flooding of compartments, has been developed. The model tests have been carried out in regular and irregular waves with different wave heights and directions in ship motion basin. Those were performed for three different damaged conditions such as engine room bottom damage, side shell damage and bow visor damage of a Ro-Ro ship. Comparison of theoretical and experimental results was performed.

• 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.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.329-329
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• 2017

In this study attempted to evaluate the stability of the protection methods by examining hydraulic characteristics of the area around the point in which marine cable protector is installed such as surf zone occurrence point of shore-end submarine cables suitable for coastal marine environmental conditions, flow rate t the tope of the protector and maximum wave height, and to provide basic data for the selection of the optimal protection method. In performing hydraulic model experiments, the topography of submarine cable installation location was reproduced in 2-D sectional channel, and models appropriate for experimental scale and similitude law were produced and installed for each condition of submarine cables and protectors. Since the topography and submarine cable protectors were reproduced and installed in 2-D sectional channel, the exact reproduction of surf and transformation in shallow water zone was possible, and thus the physical properties could be clearly analyzed. For stability review, an experiment to examine the stability was conducted using a wave maker with 50-year frequency design waves as target, and wave height and cycles were applied based on the approximate lowest low water level(Approx. L.L.W), which is the most dangerous in submarine cable protection methods. As for experimental time, typhoon passing time in summer (about 3 hours) was applied, and wave patterns and deviation ratio of the submarine cable protector were investigated after making irregular waves corresponding to design waves. In addition, current meter and wave height meter were installed at the installation location of the submarine cable protector, and the flow rates and wave height at the top of the protector were measured and analyzed to review hydraulic properties.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.335-347
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• 2013

2008년 2월 일본 홋카이도 서해상의 발달된 저기압에 의해 생성된 폭풍파랑이 동해상 남/남서쪽으로 전파되어 한국과 일본의 동해 해안을 따라 상당한 인명 및 재산 피해를 입혔다. 본 연구는 두 파트로 구성되어 있다. 첫번째 파트에서는 연안역을 따라 상당한 피해를 입은 일본 토야마만에서의 극한 폭풍파랑을 추산하였다. 추산방법으로는 풍파의 성장발달에 중요한 요소인 바람의 강도와 계속 시간의 극한조건을 산정 후, 극한조건을 적용한 동계 온대저기압 상황을 비정역학 기상모델과 스펙트럼 파랑모델을 이용한 수치 실험을 통해 추산하였다. 추산된 토야마만 후시키 토야마에서의 극한 폭풍파랑의 유의파고 및 주기는 각각 6.78 m와 18.28 sec이다. 두 번째 파트에서는 2008년 2월 폭풍파랑으로 인해 북방파제 및 항구에 상당한 피해를 입은 토야마만 후시키항에서의 파랑-구조물 상호작용에 관한 수치실험을 수행하였다. 수치실험은 적합격자세분화 및 wet-dry법이 적용된 비선형천수방정식 모델을 이용하였다. 첫 파트에서 추산된 폭풍파랑 특성은 파랑-구조물 상호작용 수치실험에서 입사파 조건으로 사용되었다. 수치실험 결과, 후시키항의 북방파제가 폭풍파랑에 의해 파손 시, 배후의 만요우부두는 월파 및 월류에 안전하지 못 함이 파악되었다. 또한, 추산 폭풍파랑 상황 하에서 만요우부두의 현 호안시설로는 측면 호안벽으로부터의 월류에 대응하지 못 함이 파악되었다. 두 번째 수치실험결과로부터, wet-dry법이 적용된 적합격자세분화에 의해 세분화된 격자는, 계산부하를 효율적으로 유지하는 동시에, 해안선의 표현 및 해안구조물의 표현에 뛰어남을 확인하였다.