• 대한조선학회논문집
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• 제57권6호
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• pp.353-364
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• 2020

This paper presents the semi-analytical ice load calculation methods that are useful to simulate the ice-breaking process. Since the semi-analytical methods rely on the previously developed closed form equations or numerical analysis results, the user's exact understanding for the equations must be supported in order to use the methods properly. In this study, various failure modes of ice such as local crushing, in-plane splitting failure, out-of-plane bending failure and radial or circumferential cracking with rotation of the broken ice floe are considered. Based on the presented methods, the fracture modes were evaluated according to the size and thickness of ice. In addition, time series analysis for the ice-breaking process was performed on several ice conditions and the results were analyzed.

• 대한원격탐사학회지
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• 제29권1호
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• pp.45-55
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• 2013

동남극의 Campbell 빙하는 테라노바 만으로 유출되는 주요한 빙하 중 하나이다. Campbell 빙하는 동남극 빙상의 질량 균형에 영향을 미치고 있기 때문에 정확한 면적 및 흐름속도의 분석이 필요하다. 그러나 Campbell 빙하에 대한 연구는 1990년 이후로 거의 수행되지 않았다. 이 연구에서는 2010년 6월부터 2012년 1월 사이에 Campbell 빙하가 촬영된 59장의 COSMO-SkyMed SAR 영상을 획득하였다. 디지타이징 방법과 영상정합에 의한 변위추적 기법을 적용하여 Campbell Glacier Tongue의 면적과 Campbell 빙하의 흐름속도를 추정하였다. Campbell Glacier Tongue의 면적은 여름철에 얼음의 붕괴로 인해 감소하고 겨울철에 증가하지만 증감의 폭이 크지 않았고, 평균 75.5 $km^2$의 면적을 유지하였다. Campbell Glacier Tongue의 유출량은 $0.58{\pm}0.12km^3/yr$로 추정되었는데, 이는 1989년에 비해 증가한 것이다. Campbell Glacier Tongue의 흐름속도는 181-268 m/yr로서 1988-1989년의 흐름속도에 비해 빠르며, 이는 빙하의 유출량 증가에 영향을 준 것으로 해석되었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제55권4호
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• pp.306-312
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• 2018

To navigate in ice-covered waters, the ice-breaking process is required. The ice-breaking mode depends on material properties of sea ice and ice conditions. The ice-breaking mode is classified into ramming and continuous ice-breaking. The ramming is effective on large ice features, such as thick ice ridge and icebergs, and the continuous ice-breaking is on level ice. In general, the impact time duration of crushing or bending on ice sheets is from 0.2 to 1.0 second. However, impact duration in ramming will be increased. The Korean ice-breaking research vessel ARAON conducted her research voyage in the Antarctic sea during the winter of 2012. The IBRV ARAON measured strain in ramming and continuous ice-breaking. Strain gauge signals were recorded during the planned ice-breaking performance and the unplanned ice transits in heavy ice conditions. The aim of this study is to investigate the ice load signals measured in ramming processes under the heavy ice condition. Based on the time history of the signals, a raising time, a half-decaying time and time duration were investigated and compared with the previous study which was suggested the five profiles of the ice load signals.

• 대한조선학회논문집
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• 제58권5호
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• pp.330-338
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• 2021

This paper focuses on the improvement of the influence coefficient matrix method for estimation of local ice load on the icebreaking research vessel ARAON. The influence coefficient matrix relates ice pressure on the hull plate to the measured/calculated hull strain/stress. Conventionally von Mises equivalent stresses representing hull stresses and ice pressure acting on the hull plate are utilized to assemble the influence coefficient matrix. Because of the three dimensional features of the ship-ice collision process, an enhanced method to assemble the influence coefficient matrix is derived considering ice loads in the X, Y, and Z direction simultaneously. Furthermore the location of ice loads acting on hull-plate may fall outside the measuring sensor area, and the enhanced influence coefficient matrix is modified to reduce the difference between the actual and the estimated ice loads by expanding the domain outward from the sensor area. The developed method for enhanced influence coefficient matrix is applied to IBRV ARAON during the 2019 Antarctic ice field test and the local ice loads in three directions are efficiently calculated compared to those by a conventional method.

• 한국해양공학회지
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• 제1권2호
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• pp.52-59
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• 1987

극 지역용 중력식 해양구조물의 설계시 고려되어야 할 문제중의 하나가 구조물의 유빙(ice)과 충돌시 야기되는 foundation붕괴 현상인데, 본 논문에서는 정적 해석을 위해 sliding 및 bearing failure 현상에 대하여만 연구하였고, 또한 동적 해석을 위하여 soil과ice의 특성으로부터 structure-ice-soil의 상호 작용 운동 방정식을 설정하여 구조물과 ice의변위, 속도, 가속도와 ice force와 soil force의 history를 시간영역 해법으로 풀었다. 한 예제로 Beaufort Sea의 37 feet수심과 granular soil 상태에서 구조물의 최대변위는 0.4 feet이고 가속도는 약 0.3kg이며 이때 구조물이 sliding에 대하여 안전하다는 것이 입증되었다.

• 대한지리학회지
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• 제46권3호
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• pp.291-303
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• 2011

최근 기후 변화에 따른 생태계의 변화에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연구는 생태계 연구에 새로운 연구방법으로서 행위자 기반 모델(ABMS)을 소개하고, 사례연구를 통해 이 분야에 대한 활용 가능성을 제안하고자 한다. ABMS의 활용 가능성을 제안 평가하기 위하여, 기후 변화로 인한 빙하의 감소와 그에 따른 북극곰의 멸종 위기에 대해서 에이전트기반의 모형을 수립하고 모의실험을 실행하였다. 연구 결과는 중요 변수 간 상호작용에 신뢰할 만한 일관성을 발견할 수 있었다. 이러한 연구 결과는 제안한 빙하-북극곰 모델이 환경 변화에 따른 북극곰 멸종 시기 예측에 기여할 것을 기대할 수 있게 한다. 이에 따라, ABMS는 생태계의 다양한 변화 과정의 분석 일반에 적용이 가능할 것을 기대할 수 있다.

• 한국해양공학회지
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• 제19권6호통권67호
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• pp.50-57
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• 2005

Ice resistance on ice-transiting vessels is one of th￡ important issues concerning th￡ design of ships with ice classes. In this study, th￡ development of GUI software for estimation of ice resistance on ice-transiting vessels is discussed. lee resistance estimation equations, based on model tests and full-scale sea trial data from many previous research articles, are studied in conjunction with two ship categories i.e., ,icebreakers/supply/tug vessels and ice-strengthened cargo vessels. lee resistance estimation equations are summarized in common format and are compared with each other. The GUI software 'Ice View,' written in MS Visual Basic language, can calculate ice resistances according to varying ice thickness and ship speed. The software can provide the calculated results, with suitable tables and graphs, for easy comparison of each ice resistance estimation equation.

• 한국해안해양공학회지
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• 제1권1호
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• pp.87-92
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• 1989

극지에서의 충돌 빙하중의 크기를 구하기 위해 지반, 구조 및 구조물을 일체로 하는 동적 모델을 제시하였다. 지반은 감쇠 효과를 고려한 비선형 스프링으로 이상화하였으며, 부빙과 구조물의 상호작용은 얼음의 특성을 고려한 비선형 스프링으로 이상화하였다. 이 모델에 의한 여름과 겨울의 부빙의 질량과 속도에 따른 영향을 모래지반과 시일토지반에 대해 각각 해석하여 에너지 평형 방법과 비교하였다. 해석 결과 모래지반의 경우는 대체적으로 에너지 평형 방법에 의한 값이 동적 모델에 의한 값보다 작게 나타났으며, 시일 토지반의 경우는 그 반대로 나타났다.

• 한국해양공학회지
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• 제11권3호
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• pp.144-152
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• 1997

본 논문에서는 1년생 빙맥에 의하여 해양구조물에 작용하는 하중을 추정할 수 있는 모델을 제시하였다. 1년생 빙맥을 수면하부(keel), 수면상부(sail), 경화층(consolidated layer)의 3부분으로 나누어 각 부분에 의한 하중을 추정할 수 있는 방법을 논의하였다. 수면하부는 얼음조각(ice rubble)이 층으로 쌓여져 형성된 것이므로 수면하부에 의한 하중추정을 할 때 얼음조각을 선형 Mohr-Coulomb재료로 생각하여 토질역학(soil mechanics)의 이론을 사용하였다. 수면상부에 의한 하중도 토질역학 이론을 이용하여 추정하였으며 경화층에 의한 하중은 Korzhavin식을 이용하여 추정하였다. 제시한 모델을 이용하여 빙맥하중 추정에 미치는 인자들의 영향을 검토하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제51권6호
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• pp.489-494
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• 2014

Estimation of correct ice load under various operating conditions is important during the design and the operation stages of an icebreaker. Normal operating conditions are expected from the official field ice trials and also from general ice transit action. In this paper ice load for the Korean icebreaking research vessel, ARAON, under normal operating condition, is discussed. Published ice load data from full-scale sea trials of six icebreakers were analysed to derive an empirical ice load prediction formula. The IBRV ARAON had sea ice trials during 2010 and 2012 summer season. Strain gauge signal were recorded during her icebreaking voyage and the measured strain data were converted to the equivalent hull stress values. The effect of ARAON's speed in ice and the hull stresses are investigated. By comparing the empirical formula and ice load calculation based von measured data, it is recommended to use the empirical ice load estimation formula for the initial design stage.