• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 1980년도 제22회 수공학 연구발표회 논문초록집
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• pp.44-46
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• 1980

파의 에너지 감쇠기구의 관점에서 볼 때 분류손실방식인 유공벽식 방파제 중에서 원형공이 벽 전체에 균일하게 분포되어 있고 구멍 직경에 비해 벽 두께가 얇은 삼중 유공벽형 Caisson의 각 벽에 작용하는 파력에 고나해 이론적 접근과 실험을 통한 실증을 시도해 보았다. 이론적인 방법으로는 토굴구효남의 이론을 응용하였으며 주어진 파랑조건에 대해 각 유공벽 전 후면에 연속방정식과 Bernoulli 방정식을 이용하여, 각 영역별 연속 Potential의 진폭과 위상각에 대한 비선형 12원 연립방정식을 만들었고 Computer를 이용하여 반복법으로 각 속도 Potential을 확정하였다. 이렇게 구한 속도 Potential을 압력방정식에 대입하여 각 벽별 파력을 계산하였으며 동일한 파랑조건하의 실험에서 각 벽별 파력을 측정하여 양자를 서로 비교검토하였다. Bernoulli의 방정식중 에너지 손실항은 의사비선형으로 처리하였다. 유공율조합 0.25-0.3-0.2이고, 판두께가 1cm인 모형의 실험결과, 각 벽별 최대파력치의 특성으로서는 첫때, S-2, S-3등 간벽에 작용하는 파력이 전벽 및 후벽에 비해 두드러지게 작다는 사실과, 둘째 작용파력의 크기 순이 파형경사가 작을 때는 대략 S-4, S-1, S-2, S-3순이고 파형경사가 클 때에는 대략 S-1, S-4, S-2, S-3순이라는 점 등을 들 수 있겠다. 굴구효남이 가정한 f의 치 1.5를 사용하여 계산한 각 벽별 최대파력을 실험치와 비교해 본 결과, 파가 각 유공벽을 통과할 때의 손실수두를 실험에서의 양만큼 fr=1.5를 가정한 수학적 model이 설명해 주지 못한다고 볼 수 있으므로 두가지 방법에 의하여 본 실험에서 사용한 유공판의 손실계수를 근사적으로 추정하여 보았다. 추정한 f를 사용하여 다시금 각 벽별 최대파력을 계산하고 실험치와 비교해 보면 훨씬 서로 근접함을 알 수 있었다. 결국 본 논문의 이론을 사용하면 유공Caisson문제의 전체적인 윤곽 및 각 변수들의 파력에 대한 영향을 파악할 수 있겠다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제2권4호
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• pp.208-222
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• 1990

가변흘수를 갖는 힌지형 조파기에 작용하는 비선형 파력 및 모멘트를 산정하기 위하여 비선형경계식 문제의 2차 근사해를 Stokes의 전개기법을 이용하여 구하였다. 2차파 성분이 파력 및 모멘트에 기여하는 물리적 의미에 대해 상술하였다. 2차파에 의한 비선형성과 조파판의 흘수에 따른 파력 모멘트 변화를 결정할 수 있도록 설계곡선을 제시하였다. 2차파 성분의 전도력 및 모멘트에 기여하는 부분은 조화성분과 상수성분으로 구성된다. 1차파와 2차파 성분을 합성한 파력 및 모멘트의 크기는 선형 조파이론의 값보다 상당한 증가를 보인다. 2차파 성분의 효과는 상대수심과 파고에 따라 달라지며 짧은 흘수를 갖는 조파기에서 상대적으로 더욱 중요하다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.1-13
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• 2008

본 연구에서는 복수의 대형 연직 주상구조물을 중심으로 구조물에 작용하는 비선형파력과 구조물에 의한 비선형파랑변형을 검토하며, 수치해석의 이론으로 쇄파나 강비선형 파랑을 고정도로 해석할 수 있는 Navier-Stokes방정식에 근거한 3차원 VOF(Volume Of Fluid)법을 적용하였다. 본 수치해석의 타당성을 검증하기 위해 파랑변형과 파력에 대한 기존의 수리실험결과와 본 수치해석결과를 비교 검토하였으며, 이로부터 2기로 구성된 임의형상의 연직 주상구조물에 대해 구조물 형상, 구조물 배치간격, 파의 입사각도 변화에 따른 파력과 파랑변형의 특성을 논하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제11권4호
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• pp.173-188
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• 1999

김등(1999)은 등매개 케이블요소(isoparametric cable element)의 접선강성행렬과 질량행렬을 유도하고, 하중증분법을 이용하여 지점 변위를 일으키고 자중, 부력 및 조류력을 받는 해양케이블의 초기평형 상태를 결정하였다. 또한 초기의 정적평형상태를 기준으로 자유진동해석법을 제시하였다. 본 연구에서는 이전의 연구를 확장시켜서 파랑하중을 받는 해양 케이블의 비선형 동적 해석을 수행한다. 규칙파 및 불규칙파에 의한 파력을 받는 수중케이블에 대하여 비선형해석을 수행하고, 해석결과의 결과분석을 통하여 해양케이블의 동적특성을 파악한다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.59-60
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• 2018

진동수주형 파력발전장치는 수주, 터빈, 발전기 그리고 전력변환 장치 등이 연계된 복잡한 물리적인 특성을 나타낸다. 본 연구는 1/4 스케일의 모형시험을 통해 진동수주와 터빈의 물리적인 관계의 도출에 중점을 두고 있다. 진동수주실과 연성된 터빈의 공력특성은 오리피스를 활용하여 모사하였다. 진동수주실 성능평가에 핵심요소인 터빈효과는 오리피스를 통과하는 유속과 압력강하로 대표할 수 있다. 진동수주형 파력발전장치의 터빈효과는 모형시험에서 계측된 유속과 압력강하로부터 비선형적인 관계를 갖는 것을 확인하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.345-356
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• 2021

기존 케이슨 방파제의 구조적 안정성을 높이기 위해 신규 케이슨을 기존 케이슨 전면 또는 후면에 추가로 설치하여 보강하는 설계 및 시공사례가 발생되고 있다. 본 연구에서는 신규 케이슨이 추가로 설치되는 경우 입사하는 파랑과 구조물 간의 상호작용 영향에 따른 개별 케이슨에 작용하는 파력 특성을 분석하기 위해 상용프로그램인 ANSYS AQWA를 이용하여 수치해석을 수행하였다. 우선 주파수 영역에서 구조물에 작용하는 파력을 계산하여 개별 케이슨에 작용하는 파력 특성을 주기(주파수)별로 분석하였다. 그리고 특이한 파력분포 특성이 발생되는 주파수에 대해서는 시간영역 수치해석을 통해 개별 케이슨에 작용하는 동적파력 특성은 케이슨 간의 거리변화에 큰 영향을 받는 것을 확인하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제5권5호
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• pp.1-11
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• 2001

파랑하중 및 지진하중을 받는 스틸자켓 해양구조물의 기하학적 비선형성을 고려한 정적 및 동적해석을 위한 주처리 및 전/후처리 프로그램을 개발하고 이를 이용한 해석결과를 제시한다. 본 논문에서는 스틸자켓을 기하학적 비선형성을 고려한 공간뼈대구조로 모델링하여, 유체 동하중은 선형파이론과 Stokes 5차이론에 의하여 구해진 파의 속도와 가속도를 이용하여 Morison 방정식에 근거한 파력을 계산한다. JONSWAP 스펙트럼을 이용하여 특정 유효파공의 크기에 따라 불규칙파를 생성하며, 지진하중은 인공지진 가속도 프로그램(SIMQKE)을 이용하여 목표응답스펙트럼에 맞는 다양한 형태의 인공지진 가속도를 이용하여 동적해석법을 제시한다. 선형 동적 해석을 위하여 직접 적분법과 모드 중첩법을 사용하며, 비선형 동적해석시에는 직접 적분법을 적용한다. 또한, 스틸자켓의 극한거동을 추적하기 위하여 뼈대구조의 소성힌지 해석법을 적용한다. 연계논문 에서는 전/후처리 프로그램의 내용을 설명하고 해양환경하중을 받는 스틸자켓의 정적 및 동적해석 결과를 제시한다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.281-294
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• 2015

해상 풍력발전체 최적설계에 필요한 파력과 풍력의 비선형 상쇄 간섭 생성기작을 규명하기 위해 5MW급 해상풍력 발전체를 대상으로 1/50 scale로 수리모형실험을 수행하였다. 해상풍력 발전체의 하부구조물은 시공이 용이하여 가장 선호되는 mono pile로 선정하였다. 돌풍은 Kaimal 스펙트럼과 상호스펙트럼에 기초한 Monte carlo 모로 재현하였으며, 모의결과를 토대로 순간 최대풍속은 10 m/s로 조정하였다. 파고는 해상풍력 시범단지가 예정되어있는 우리나라 서해안 해역의 파황을 고려하여 $H_s=0.1m$, 0.15 m, 0.2 m로 선정하였다. 수리모형실험 결과, 파력과 풍력의 비선형 상쇄 간섭은 해역이 거칠수록 보다 확연하게 관측되었으며, 이러한 결과는 해수면 요철로 인해 대기와 해수면의 경계에서 출현하는 Large eddy가 비선형 상쇄 간섭의 생성 기작이라는 우리의 추론을 뒷받침한다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제7권1호
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• pp.108-115
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• 1995

본 논문에서는 충격파력을 받는 케이슨 방파제의 동적거동해석 모델에 대해서 연구하였다. 케이슨 구조는 강체로 가정하였으며, 기초사석 및 지반은 반무한탄성지반이론에 의거하여 가상 부가질량, 스프링 및 감쇠계수로 이상화하였다. 주파수 의존 유체의 부가질량 및 감쇠계수는 시간기억함수와 무한대 주파수에 대한 부가질량으로 나타내었다. 또한, 케이슨의 영구적 활동을 모의하기 위하여 수평방향의 스프링을 형성거동을 하는 비선형 스프링으로 모형화하였다. 수리실험치와 비교결과, 본 모델은 상당히 좋은 결과를 줌을 알 수 있었다. 케이슨의 동적 거동에 영향을 주는 주요 인자의 변화에 따른 민감도 해석을 수행하였으며, 케이슨의 영구적 활동거리 및 한계중량 예측에의 적용성조사를 위한 수치실험도 병행하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.295-303
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• 2015

관성항과 비선형 항력항을 포함한 직립 슬릿벽에 의한 파의 산란을 고유함수전개법을 사용하여 해석하였다. 슬릿벽에서의 에너지 손실효과를 나타내는 비선형 항력항을 등가 선형화기법으로 선형화시켰다. Yoon et al.(2006)과 Huang(2007)이 제안한 실험식을 통하여 구한 항력계수를 적용한 해석결과는 Kwon et al.(2014)과 Zhu and Chwang(2001)의 수리모형 실험결과와 비교하였고, 서로 잘 일치함을 확인하였다. 개발된 해석모델을 이용하여 슬릿벽의 주요 설계변수들인 공극률, 잠긴 깊이, 슬릿 형상, 파랑특성 등을 바꿔가면서 슬릿벽에서의 에너지 손실효과를 평가하였다. 잠긴 깊이에 따라 다소 차이는 있지만 공극률이 0.1보다 작은 값에서 슬릿벽에서의 에너지 손실률이 가장 크게 일어났다. 현재의 해석해는 슬릿벽 방파제에 의한 소파효율을 예측하는데 유용하게 이용될 것이다.