• 대한토목학회논문집
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• 제4권2호
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• pp.65-75
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• 1984

해저지하자원개발시 사용되는 riser의 파랑하중에 대한 구조해석방법에 대하여 연구하였다. 본 논문에서 비교 연구한 방법들은 규칙파를 이용한 정력학적해법, 규칙파 및 불규칙파를 이용한 시간영역에서의 동력학적해법과 두가지의 다른 선형화기법을 이용한 주파수영역에서의 동적해법이다. 구조해석은 길이가 다른 두 개의 Riser를 예로 하여 수행되었으며, 이때 유한요소법에 의한 구조모형이 사용되었다. 연구결과 종래의 규칙파에 의한 정력학적해법은 가장 정확한 불규칙파에 의한 동력학적해법에 비하면, 부재의 최대응력은 대소 크게 예측하지만, Riser 운영상 중요한 인자인 하단각도를 상당히 작게 산정하는 경향을 보여 사용에 주의를 요함을 보였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.275-286
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• 2021

본 연구에서는 기존에 선형파 이론으로 제시된 반무한방파제 주변의 회절에 대한 해를 중첩하여 직립 이안제 주변에 발생하는 회절에 관한 해석해를 제시하였다. 그리고, 이를 이용하여 이안제 전면과 후면, 그리고 전·후면에 작용하는 합성파력에 대한 해를 유도하였다. 이안제 전면과 후면에서는 회절파와 중복파, 이안제 양쪽에서 회절한 회절파와 회절파 사이의 간섭에 의해 상대진폭이 공간상에서 주기적으로 변하는 양상을 보였다. 규칙파, 일방향 불규칙파 및 다방향 불규칙파를 대상으로 직립 이안제에 작용하는 파력을 검토하였다. 규칙파 내습시 이안제 전·후면의 파력을 모두 고려한 최대 합성파력의 경우 회절을 고려하지 않았을 경우에 비해 최대 1.6배까지 파력이 증가하는 것으로 나타났다. 이는 Jung et al.(2021)이 반무한 방파제에 대해 회절효과를 고려하여 검토한 결과인 1.34배보다 큰 수치이다. 이안제에 작용하는 최대파력은 규칙파, 일방향 불규칙파, 다방향 불규칙파 순으로 크게 계산되었다. 파랑이 비스듬히 입사하는 경우 이안제에 수직으로 입사하는 경우보다 최대파력이 크게 나타나는 경우도 발견되었다. 따라서, 이안제를 설계할 때, 회절효과, 이안제 전·후면에 작용하는 파력, 파랑의 입사각의 고려가 중요함을 알 수 있다.

• 대한조선학회지
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• 제11권2호
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• pp.23-40
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• 1974

Semisubmersible 해양석유시추선의 기본설계에 필요한 파랑중(波浪中)에서 운동(運動)을 계산(計算)하는 이론적방법(理論的方法)을 제시하고 "MOHOLE"과 "SEDCO 1350-F" 석유시추선들의 운동(運動)을 해석하였다. 이 규칙파에서 운동계산을 불규칙해양파(波)에 적용하는 응용해석을 보여주었다. 현재 이론적 방법으로는 6자유도(自由度)의 운동을 해양파의 어떤 방향에 대해서도 정확히 계산할 수 있으며 계산의 정확성은 수조(水槽)에서의 모형선의 운동측정치와 실선(實船)의 운동측정치와 비교하여 증명되었다. 또 현재의 방법은 종전에 개발된 방법보다 더 일반적(一般的)인 경우를 다룰 수 있으며 결과치도 더 정확하다. 극소운동특성을 갖는 해양석유시추선과 부체(浮體)해양구조물의 설계는 경비가 비싸고 시간이 많이 드는 모형실험보다는 유체역학적(流體力學的) Parameters를 신속 정확히 자주 변경 검토해야 하는 기본설계단계에서는 정확한 이론적인 전자계산기에 의한 계산방법이 절실히 필요하다. 예상(豫想)과 같은 부가질량(附加質量)과 감쇠력(減衰力)은 Resonance 운동주기에서만 운동에 영향을 준다. 해양구조물에 작용하는 파력(波力)은 Froude-Krilov force, 부가질량(附加質量) 및 감쇠력(減衰力)과 Restoring force로 구성했으며 규칙파(規則波)에서의 6자유도(自由度) 운동방정식은 본 논문에 제시된 실험측정치(値)와 실험으로 정확도가 증명된 이론치(値)의 부가질량과 감쇠력 계수(係數)를 써서 풀었다. 규칙파(規則波)에서의 계산된 운동을 Pierson Moskowitz 해양파(海洋波) 스펙트럼과 linear superposition principle에 의해 불규칙해양파(不規則海洋波)에서의 운동을 계산하는데 사용했다. 불규칙파(不規則波)에서의 운동은 운동스펙트럼과 통계적 운동치로 나타냈다. 현재의 계산방법은 실제 기본설게에 사용되어 왔으며, 다른 응용분야는 파랑중(波浪中)에서의 파면(波面)과 Deck간(間)의 Clearance, 계류선(係留線)의 동장력(動張力)계산의 기본 Data 및 기본설계의 Draft 등 Parameters를 통(通)한 Optimum Design 등(等)이다. 파(波)의 한 방향(方向)에 대(對)한 전자계산기(電子計算機)(IBM 370 또는 CDC 6400)에 의한 운동계산은 10초(秒)미만밖에 안걸린다. 또 현재의 계산방법은 해양석유시추선뿐 아니라 이와 비슷한 부체(浮體)해양구조물과 Pipe-laying선(船) 또 Supply Boat설계(設計)에도 쓰여지고 있다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제28권4호
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• pp.177-190
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• 2016

잠제와 같은 중력식구조물 하부 해저지반에 고파랑이 장시간 작용하는 경우 토립자내 간극의 체적변화를 일으키는 과정에서 과잉간극수압이 크게 발생될 수 있고, 이에 따른 유효응력의 감소에 의하여 구조물 근방 및 하부의 해저지반에 액상화가 발생될 수 있다. 지반액상화가 발생 및 발달되면 종국적으로 구조물이 파괴될 가능성이 높아진다. 이에 대하여 Lee et al.(2016)은 규칙파를 대상으로 검토하였고, 여기서는 불규칙파랑을 대상으로 규칙파 해석에서 적용된 동일한 수치해석법을 적용하여 불규칙파동장하에서 잠제의 동적변위, 그리고 해저지반내에서 간극수압(진동성분과 잔류성분), 간극수압비 등과 같은 지반거동의 시 공간변화를 규칙파의 경우와 대비하면서 액상화 가능성을 정량적으로 평가한다. 이로부터 한정된 본 계산결과이지만 잠제하의 해저지반내에서 액상화 평가시 불규칙파의 유의파에 해당하는 파랑조건을 규칙파로 해석하는 것이 더욱 안정적인 설계로 된다는 등의 중요한 결과를 도출할 수 있었다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제4권2호
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• pp.72-82
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• 1992

현지 해안에서 발생하는 해빈류를 정확히 예측하기 위해서는, 해빈류의 기인력인 다방향불 규칙파낭에 의해서 발생하는 방사응력(radiation stress)에 대해서 충분히 파악해 둘 필요가 있다. 본 연구에서는, 이차원수리실험에 있어서 단일성분파, 이성분합성 파, Bretschneider-광역형의 불규칙파를 발생시켜서, 그들의 천수쇄파변형에 따른 전파특성에 대해서 고찰하고, 불규칙파의 천수쇄파변형을 해석할 경우 가정되어지는 3가지 방법, 즉 (1) 파별해석법, (2) 성분파법, (3) 대표파법의 적용성에 대해서 檢討했다. 파별해석법에 대해서는, zero-down cross 법에 의해, 파별해석되어진 불규칙파의 전파특성으로서, 통계파(최대파, 1/3유의파, rms파 등) 및 시계열중의 임의 특정의 개개파의 파고 및 주기의 천수변화라고 하는 관점으로부터 검토했다. 또한, 성분파법에 대해서는 Spectrum 해석에 의해, 입력신호인 기본주파수성분파 및 천수비파변형에 따라 증가하는 간섭주파수 성분파에 대한 파속 및 파고의 천수변형이라고 하는 관점으로부터 그 타당성에 대해서 검토했다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.585-594
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• 2013

공진형 파동에너지 추출시스템은 권혁민 등(2010)에 의해 최초로 제안되었다. 본 시스템은 계류장치와 직렬발전기 그리고 발전기를 가진하는 부이로 구성되어 있으며 직렬발전기의 운동자는 부이의 수직운동에 의해 내부 진동하는 시스템이다. 하지만, 우리나라와 같이 파랑에너지가 비교적 적은 지역에서는 가진체인 부이의 수직운동 크기를 증폭시킬 필요가 있다. 본 연구는 발전기를 탑재한 부이가 공진할 수 있도록 제원을 조절하고 이의 증폭효과를 실험적으로 확인하였다. 모형부이는 공진주기 1.96 sec에 해당하는 흘수를 확보하도록 제원을 조절하였다. 부이공진 실험은 최대수심 6.0 m, 폭 8 m, 길이 110 m인 대형수조에서 규칙파 및 불규칙파에 대하여 수행되었다. 실험파는 평상파의 파형경사에 해당하는 약 0.01에 상응하도록 파를 선택하였다. 부이의 수직변위 관측시계열 자료는 규칙파의 진폭증폭율과 불규칙파의 스펙트럼 면적비에 대하여 분석하였다. 분석결과, 규칙파실험은 모형 전력생산부이의 공진주기 1.96 sec에서 최대 진폭증폭율 5.66을 얻었으며 불규칙파의 경우는 첨두주기가 1.96 sec보다 약간 짧은 1.85 sec에서 최대 스펙트럼면적비 20.73을 얻었다. 본 실험성과로부터 부이의 공진설계가 전력생산의 증대에 유효하며 우리나라와 같이 비교적 파랑에너지가 적은 지역에서 상업적 전력생산을 위하여 필수불가결함을 알았다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제4권3호
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• pp.139-145
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• 1992

본 논문에서는 2차원 수리모형실험시 인사파와 반사파를 분리할 수 있는 기법에 대해서 연구하였다. 계측오업의 제곱의 합을 최소화하는 방법을 이용하여 입, 반사파를 분리하는 기법을 체계적으로 수식화하였다. 이 분리기법은 규칙 및 불규칙 파낭조건에 대해서 적용이 가능하다. 본 방법의 타당성 및 적용성을 파악하기 위한 규칙 및 불규칙파에 대한 수치실험결과, 계측오차가 없는 경우는 거의 완벽하게 분리가 가능하며, 계측오차의 정도가 입사파고의 30% 정도일 경우에도 좋은 결과를 제시하는 것을 알 수 있었다. 또한 수리실험을 통한 실제상황으로의 적용성 검토도 수행하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.345-352
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• 2015

본 연구에서는 직립식 구조물의 전달파고계수 산정을 위한 2차원 수리실험을 실시하였다. 불규칙파를 입사파로 적용하였으며 직립식 구조물에 대한 전달파고계수 산정식을 제안하고, Goda(1969) 등의 결과와 비교하였다. Goda(1969)의 결과는 입사파로 규칙파를 적용한 결과로서 불규칙파를 적용한 본 실험의 결과와 차이를 보였다. Goda의 결과가 본 연구에 비하여 크게 전달파고계수를 제시하는 것을 알 수 있었다. 또한 Goda는 직립벽에 대하여 평균, 상한 및 하한에 대한 계수값을 제시하였으나(d=h조건), 본 연구에서는 각각의 설계요소(구조물 폭, 수심, 파장 등)가 전달파고계수에 주는 영향을 계수를 통하여 정량적으로 제시하였다. 또한 여유고가 0인 조건에 대한 에너지보존 및 전달파고 특성을 제시하였다.

• 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해안해양공학회 2002년도 한국해안해양공학발표논문집 Proceedings of Coastal and Ocean Engineering in Korea
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• pp.240-245
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• 2002

연안구조물을 설계하기 위해서는 구조물에 미치는 해양외력의 평가가 선행되어야 하며, 여러 가지 해양외력 중 구조물 건설위치에서의 파고, 즉 천해설계파는 제체중량, 제체형상, 피 복재의 중량 등의 결정에 직접적으로 영향을 미치기 때문에 가장 중요한 설계외력이다. (중략)

• 대한조선학회논문집
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• 제38권2호
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• pp.1-9
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• 2001

본 논문은 소오스 분포법(Source Distribution Method)을 사용하여 측벽 반사효과를 고려한 수치파수조에서의 방향스펙트럼파의 재현과 규칙파로부터 구해진 조파기의 진폭 전달함수를 적용시켜 부산대학교 예인수조에서 실험적으로 재현한 장파정 불규칙파 및 방향스펙트럼파에 대한 연구결과이다. 수치적 재현의 경우 최적의 조파기 설계를 위하여 파 주기의 변화에 따라 조파판과 수조폭을 변화시켜 방향분포함수의 변화를 고찰하였다. 실험적 재현의 경우 장파정 불규칙파와 방향스펙트럼파에 대해서 수조의 길이방향 변화에 따른 파워 스펙트럼 및 통계적 특성치를 비교하여 그 차이점을 살펴보았다. 방향스펙트럼파의 경우 방향분포함수의 변화도 살펴보았다.