• 한국해양공학회지
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• 제25권2호
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• pp.15-20
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• 2011

This study aimed at validating the adopted numerical methods to solve two-phase flow around a two-dimensional (2D) rectangular floating structure in regular waves. A structure with a draft equal to one half of its height was hinged at the center of gravity and free to roll with waves that had the same period as the natural roll period of a rectangular barge. In order to simulate the 2D incompressible viscous two-phase flow in a wave tank with the rectangular barge, the present study used the volume of fluid (VOF) method based on the finite volume method with a standard turbulence model. In addition, the sliding mesh technique was used to handle the motion of the rectangular barge induced by the fluid-structure interaction. Consequently, the present results for the flow field and roll motion of the structure had good agreement with those of the relevant previous experiment.

• 한국항해항만학회지
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• 제42권6호
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• pp.427-436
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• 2018

본 논문에서는 긴 파이프 이뤄진 세장형 부이 구조물의 파랑 중 거동특성에 관한 모형시험과 수치해석 연구를 수행하였다. 대상 부이 구조물은 긴 파이프를 기본 뼈대로 하여, 상부구조물, 부력재, 중력식 앵커로 구성된 아티큘레이트(Articulated)형 부이 구조물이다. 대상 해역인 서해에서의 본 부이 구조물의 생존성을 평가하기 위하여, 축척비 1/22의 축소 모형을 제작하여 선박해양플랜트연구소 해양공학수조에서 일련의 모형시험을 진행하였다. 이 때 50년 재현주기의 극한파 조건을 고려하였으며, 또한 조류 및 주기 효과를 검토하기 위하여 추가적인 실험을 수행하였다. 생존성 평가를 위한 주된 평가항목으로는 구조물의 거동, 앵커 지지력, 침수 횟수를 고려하였다. 모형시험 결과와의 상호검증을 수행하기 위하여 상용계류해석 프로그램인 OrcaFlex를 이용하여 수치 시뮬레이션을 병행하였다. 평가결과로써 먼저 조위차에 따른 본 부이 구조물의 거동 특성에 대해 살펴보았다. 고조위와 저조위 조건에서의 종동요 응답, 앵커지지력의 변화를 살펴보았으며, 수치 시뮬레이션 결과와의 직접 비교 검토하였다. 두 번째로는 파도 주기와 조류의 유무에 따른 부이 구조물의 응답 특성 변화에 대해 고찰하였다. 세 번째로는 상부구조물의 침수와 관련하여 비디오 분석을 통한 침수 횟수를 수치해석 결과와 비교 제시하였다. 마지막으로 모형시험에서 직접 계측하지 못한 구조응답과 관련하여 수치 시뮬레이션 결과를 제시하고, 극한파 중 구조적 안전성에 대해서 논하였다. 일련의 생존성 평가 연구를 통하여 본 부이 구조물의 극한파 중 거동 특성에 대해 살펴볼 수 있었으며, 파도, 조류, 조위차에 따른 민감도 특성을 통해 본 부이구조물의 취약점 및 활용성에 대해 고찰해 보고자 하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제19권4호
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• pp.397-402
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• 2013

본 연구에서는 전장이 26.75 m인 해양플랜트지원선의 선형개발을 위한 수치해석을 수행하였고 수치해석 검증을 위한 1/10의 모형선 시험을 예인수조에서 수행하였다. 또한 운항해역의 해상조건으로 뷰포트 스케일 2, 3 및 4에서 향파, 선수사파 및 횡파에서 선속별 상하동요 및 종동요에 대해서 운동응답특성을 수치 해석하였다. 모형시험과 수치해석의 저항 예측 결과는 상호 일치하였다. 운동응답특성은 선수파에서 상하동요는 조우주파수 1.8~2.0 영역에서 크게 나타났으며, 종동요는 거친 해상에서 선미사파 및 고속영역에서 높은 운동특성을 보였다.

• 한국해양공학회지
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• 제28권1호
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• pp.12-19
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• 2014

Tsunamis are ocean waves generated by movements of the Earth's crust. Several geophysical events can lead to this kind of catastrophe: earthquakes, landslides, volcanic eruptions, and other mechanisms such as underwater explosions. Most of the damage associated with tsunamis are related to their run-up onto the shoreline. Therefore, effectively predicting the run-up process is an important aspect of any seismic sea wave mitigation effort. In this paper, a numerical simulation of the behaviors of a floating body near a quaywall during a tsunami is conducted by using a particle method. First, a solitary wave traveling over shallow water with a slope is numerically simulated, and the results are compared with experiments and other numerical results. Then, the behaviors of floating bodies with different drafts are investigated numerically.

• 한국해양공학회지
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• 제24권6호
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• pp.34-40
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• 2010

Bragg reflection of nonlinear waves is simulated by a 2D fully nonlinear numerical wave tank (NWT). The developed NWT was based on the Boundary Element Method (BEM) with potential theory and the mixed Eulerian-Lagrangian (MEL) time marching scheme with Runge-Kutta 4th-order time integration. A spatial variation of wave elevations and their Fourier amplitudes of each component are compared to investigate the effect of sea bottom ripples and their relative heights. The incident waves over an undulated sea bottom are partially reflected and changed to partial standing waves due to Bragg reflection. The present results are verified with linear calculations and experimental data. It is found that the 1st-order wave component is mainly affected by Bragg reflection and its spatial modulation is significant in front of the bottom ripples.

• 한국해안해양공학회지
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• 제9권4호
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• pp.182-193
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• 1997

본 연구에서는 유연성이 있는 막구조 방파제가 파도중 수평으로 놓여 있을 때 유연막에 의한 파랑제어 효과를 살펴보았다. 파도와 유연막의 상호작용을 고려하기 위하여 선형 유탄성 이론을 사용하였다. 계산예로 유연막의 형태, 잠긴깊이 그리고 유연막에 걸리는 초기 장력을 변화시키면서 반사율과 투과율 그리고 유연막의 변형을 살펴보았다. 또한 Texas A&M 대학의 2차원 수조에서 모형실험을 수행하여 해석해와 수치해를 비교하였다. 실험결과는 계산결과를 정성적으로 잘 따라가고 있음을 확인하였다. 개발된 설계 프로그램을 이용하여 설치 해역의 파랑 특성에 적합한 최적의 유연막 방파제를 설계. 제작할 수 있으리라 사료된다

• 한국해양공학회지
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• 제33권1호
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• pp.76-84
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• 2019

For decades, solitary waves have commonly been used to simulate tsunami conditions in numerical studies. However, the main component of a tsunami waveform acts at completely different spatial and temporal distributions than a solitary waveform. Thus, this study applied a 2-D numerical wave tank that included a non-reflected tsunami generation system based on Navier-Stokes equations (LES-WASS-2D) to directly simulate the run-up of a tsunami-like solitary wave on a slope. First, the waveform and velocity due to the virtual depth factor were applied to the numerical wave tank to generate a tsunami, which made it possible to generate the wide waveform of a tsunami, which was not reproduced with the existing solitary wave approximation theory. Then, to validate the applied numerical model, the validity and effectiveness of the numerical wave tank were verified by comparing the results with the results of a laboratory experiment on a tsunami run-up on a smooth impermeable 1:19.85 slope. Using the numerical results, the run-up characteristics due to a tsunami-like solitary wave on an impermeable slope were also discussed in relation to the volume ratio. The maximum run-up heights increased with the ratio of the tsunami waveform. Therefore, the tsunami run-up is highly likely to be underestimated compared to a real tsunami if the solitary wave of the approximation theory is applied in a tsunami simulation in a coastal region.

• 대한조선학회논문집
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• 제60권4호
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• pp.266-277
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• 2023

In this study, fundamental research is conducted for the generation technique and analysis of multi-directional irregular waves in the Deep Ocean Engineering Basin (DOEB). A three-dimensional boundary element method-based numerical tank is implemented to perform wave generation simulations, and directional spectrum estimation is carried out using the results of simulations. The wave generation technique of the Snake type wave maker, generating multi-directional irregular waves, is implemented using the Fast Fourier Transform (FFT) and Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) algorithms. The wave generation technique is validated by comparing the wave spectrum from simulations and experiments. A Maximum Likelihood Method (MLM) based estimation code is developed for estimating the directional wave spectra. The multi-directional irregular waves are tested in the DOEB and the numerical tank, and directional wave spectra obtained from two methodologies are estimated and compared. A correction procedure for the directional distribution of multi-directional waves is established, and the possibility of correcting the directional spreading function using the numerical tank is validated.

• 한국수산과학회지
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• 제34권1호
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• pp.43-50
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• 2001

규칙파, 불규칙파 및 파랑과 흐름이 공존하는 상태에서 프레임에 우리형 그물을 부착하여 구성되어 있는 가두리 시설의 운동특성을 분석하기 위하여 정사각형 및 원형 구조의 가두리 시설을 대상으로 예인 수조에서 수리 모형실험을 실시하였으며, 규칙파중 운동 특성은 선형 포텐셜 이론에 의한 수치 해석의 그것과 비교하였다. 그 결과는 다음과 같이 요약할 수 있다. 1) 규칙파중 모형 가두리 시설의 상하 및 종 동요는 전후 동요와는 달리 그물의 영향을 거의 받지 않았으므로 이 시설물의운동 특성중 가장 중요한 상하 동요를 해석하는 경우에는 그물을 제외하고 프레임만을 고려해도 된다는 것을 확인하였다. 2) 불규칙파중 및 파랑과 흐름이 공존하는 상태에서 모형 가두리 시설의 운동 특성은 입사파 주기의 2배 되는 고주파수에서 시설물의 고유 주기 등에 의해 동적 운동의 peak frequency가 나타남으로써 비선형 즉, 2nd order harmonic 성분이 존재하였다 3) 파동 및 흐름장에서 동요 특성이 정사각형에 비해 비교적 작게 나타난 원형이 파도, 조류 등 환경 조건이 거친 해역에 보다 적합한 것으로 판단되었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제18권6호
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• pp.597-603
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• 2012

해상에서의 안전한 예인 업무를 수행하기 위해서는 정확한 예인력의 추정이 필요하며, 이를 위해서는 예선의 저항성능 특성에 대하여 정확히 파악해 두어야 할 필요가 있다. 본 연구에서는 먼저 정수중 예선 주위의 유동 특성 및 예선의 저항추진 성능을 파악하고자 회류수조에서 예선 모형을 이용하여 실험을 실시하였다. 모형실험은 무한수심 조건에서의 1/33.75 축척으로 제작된 예선 모형을 이용하였으며, 설계속도를 7노트로 선정하고 역조와 순조의 조류 영향을 고려하여 5~10노트의 속도 구간에서 각 속도별로 실행하였다. 또한 파랑에 의한 예선의 운동응답 함수와 부가저항을 추정하기 위하여 수치계산을 실행하였으며, 이에 대한 결과를 정수중에서의 실험을 통하여 얻게 된 데이터와 비교하였다. 이와 같은 해석 결과 파랑중 부가저항은 선수파 및 속도가 높아질수록 증가하며, 유효마력은 정수중에 비하여 70 % 정도 증가하고 있는 현상을 확인할 수 있었다.