• 한국항행학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.201-208
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• 2014

선박의 다양화와 부두의 제한성으로 인하여 수심이 얕은 수역이나 협소한 부두에 접안 시 소형계류시설 및 부유체를 이용하여 해상 공간을 활용하고 있다. 이를 통하여 다양한 장소에서 접안이 가능하며 나아가 상당한 비용절감 효과를 가질 수 있다. 그러나 소형계류 및 부유체를 활용한 선박의 접안 시 파랑에 의해 부유체와 선박간 충격이 발생할 수 있고 이러한 충격이 대형사고로 발생할 수 있는 위험이 상존함에 따라 계류재 및 부유체의 파랑에 의한 움직임 예측과 분석이 필요하다. 본 연구에서는 계류재 및 부유체 운동해석을 위한 3차원 운동 정보와 가속도를 목포해양대 요트계류시설에서 측정함으로써 거동 특성에 대한 기초 자료를 제공하는 계측시스템을 개발하였고, 이 시스템의 구성 및 원리 등에 대하여 설명하고자 한다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제34권2호
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• pp.27-36
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• 2022

파랑이 구조물과 만나게 되면 강한 처오름이 발생하게 되며, 이러한 처오름은 월파를 야기하게 된다. 월파에 의해 야기된 월파수괴에 의해 구조물 배후면에 강한 낙하파압이 작용하게 된다. 구조물 배후면의 포장체 등을 설계하기 위해서는 월파 등에 의한 낙하파압이 산정되어야 하지만 여전히 불명확한 부분이 있다. 본 연구에서는 경사식구조물을 대상으로 월파에 의한 낙하파압 계측을 위한 수리실험을 수행하였으며, 수리실험에서는 파랑조건, 여유고, 피복재 높이 및 파라펫의 유무에 따른 낙하파압의 변화를 계측하였다. 상치콘크리트에는 월파의 효과적인 저감을 위해 파라펫이 설치되기도 하지만, 파라펫 설치로 인해 배후면에 작용하는 낙하파압은 증가하는 것으로 검토되었다. 수행된 실험결과를 이용하여 경사식구조물의 상치콘트리트 배후면에 작용하는 최대 낙하파압을 산정할 수 있는 경험식을 제안하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권5호
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• pp.287-296
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• 2020

본 연구에서는 2D 조파수조를 통해 수행된 모형시험결과를 기반으로 원형실린더에 분포하는 파랑충격압력을 시간에 따라 계측하고 이를 CFD해석 결과와 비교하였다. 전산유체역학 해석을 통해 파랑충격력에 직접평가법에 관한 효용성을 확인할 수 있었고, 실험으로부터 구한 파랑충격 시계열 데이터를 그대로 원형단면을 갖는 실제 해양구조물의 부재에 적용하였다. 실린더에 분포하는 변위 및 응력의 특성과 특이점이 바뀌는 것을 확인하였고 실제 시계열을 적용하는 것이 해양구조물의 강도평가를 보다 정확하게 평가할 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 선수부에 요구되는 외판의 최소선급규정에 따른 두께 경험식들을 분석하여 적용하고자 하였다. 동일한 재료 물성치를 갖는 강재에 관해 선수외판에 요구되는 구조물의 최소두께와 원형단면 부재에 요구되는 최소두께를 비교·분석하였고 이를 통해 NORSOK standard에 제시되어 있는 구조물의 손상기준을 활용하여 허용 두께치를 추정하고자 하였다. 특히 해양구조물의 갑판충격력(wave in deck)의 경우 이와 관련된 경험식이나 최소두께 요구사항들이 정립되어 있지 않기 때문에 본 연구를 통해 파랑충격력에 따라 요구되는 판재의 최소두께를 제안하고자 하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제39권4호
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• pp.24-31
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• 2002

계류된 FPSO와 DP로 위치를 유지하는 셔틀탱커에 있어 장주기 표류운동의 특성은 매우 중요하다. 장주기 공진 운동 해석에 있어 표류감쇠력의 중요성은 아무리 강조해도 지나침이 없으나 감쇠력 발생의 원인이 너무도 다양하기 때문에 아직까지 이론에 의해 정확한 감쇠력을 추정하기가 어렵다. 따라서 모형시험을 통한 표류감쇠력을 이용하는 것이 시뮬레이션에서 장주기 운동예측치의 신뢰성을 높이는 방법이다. 본 논문에서는 FPSO, 셔틀탱커 등의 표류감쇠력의 실험 예측치를 구하기 위해 탱커 선형의 장주기 표류운동 감쇠력을 계측하였다. 파도, 바람, 조류 등에 의한 영향을 살펴보았으며 추진기 작동유무에 따른 장주기 운동감쇠력의 변화를 고찰하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.30-38
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• 2009

최근에 해안구조물의 시공에 있어 친수성 및 방재 기능을 동시에 갖는 구조물이 검토되는 사례가 증가하고 있다. 본 연구의 목적은 비교적 급한 1:5 사면을 가진 해안구조물 위로 전파하는 파랑변형 및 파의 처오름을 예측하는 것이다. 사면 위의 파랑변형 및 처오름을 해석하기 위하여 비선형 천수방정식을 사용하였으며, 투수층 내의 유체운동에는 확장형 Forchheimer의 저항법칙에 근거한 비선형, 비정상 Darcy법칙을 적용하여 규칙파 및 불규칙파를 대상으로 수행되었고, 계산결과는 PBREAK 수치모델의 적용성 및 한계성을 검토하기 위하여 수리모형실험 결과와 비교검토 되었다. PBREAK 수치모델은 사면 위의 파형의 변화를 잘 예측하였으나 질량 및 운동량의 교환이 많이 발생하는 쇄파대 내에서 수리모형실험 결과와 약간의 차이를 보여주었다. 또한 수심평균된 수립자 유속은 파봉 부근을 제외하고 파곡 아래에서 계측한 실험치와 잘 일치하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제18권2호
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• pp.116-122
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• 2015

해면으로부터의 마이크로웨이브 후방산란 시뮬레이션을 이용하여 마이크로웨이브 도플러 레이더에 의한 파고와 해면 흐름 관측법을 평가하였다. 해면으로부터 후방산란하는 마이크로웨이브의 도플러 스펙트럼은 마이크로웨이브 해면 조사폭과 스펙트럼 해석 시간폭의 영향을 받는다. 본 연구에서는 마이크로웨이브 해면 조사폭과 스펙트럼 해석 시간폭의 영향을 조사하기 위하여, 다양한 파랑과 해면 흐름 조건의 수치 해면 생성과 마이크로웨이브 후방산란 시뮬레이션을 통하여 도플러 스펙트럼을 구하였다. 결과에 의하면 마이크로웨이브 해면 조사폭을 파장의 1/5이하, 스펙트럼 해석 시간폭을 파주기의 1/5이하로 설정하면, 충분한 정도의 파고계측이 가능하다. 또한, 파주기에 비해서 충분히 긴 스펙트럼 해석 시간폭을 설정하면 해면 흐름의 상대유속 계측이 가능하다. 시뮬레이션을 이용하여 마이크로웨이브 도플러 레이더에 의한 해면관측의 적절한 계측방법을 찾을 수 있다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제12권4호
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• pp.157-167
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• 2000

한국해양연구소는 1998년에 이어도 종합해양과학기지의 기본설계를 수행한 바 있으며 심해 설계파에 Morison 식과 Stream function 이론을 적용하여 설계파력을 결정한 바 있다. 본 연구에서는 삼차원 수리모형실험 통하여 이어도 해역에서의 파랑전파를 모의하였으며, 구조물의 파력 및 Air gap를 계측하고 이들을 SACS 프로그램의 계산치와 비교함으로써 기본설계 값들의 타당성을 검토하였다. 그 결과, 시도된 4개의 심해파향 중에서 SSW, S, SE계열의 파향에 대해서는 계측치가 SACS 계산치 보다 작게 나타났다. 그러나, 유일하게 구조물에 미치기 전에 쇄파되는 NNW계열의 파향에서는 전반적으로 SACS 계산치를 상회하였으며, 그방향성 흐름과 파가 복합되어 있는 경우와 매우 유사한 파력변화를 보여주었다. 구조물의 Air gap은 모든 심해파향에 대하여 계측치가 기본설계치보다 작은 것으로 나타났다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제32권6호
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• pp.411-419
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• 2020

벌집구조 파에서 나타나는 연속된 쇄파 파봉선 끝단사이로 발달하는 이안류를 수리실험을 통해 재현하고 시간에 따라 발달하는 과정을 정사보정 영상을 통해 관찰하였다. 서로 다른 두 협각의 파랑 중첩에 의해 생성되는 벌집구조 파를 재현하는 대신에 조파장치를 횡방향 두 그룹으로 나누어 역 위상으로 구동시켜 규칙파를 조파하므로 유사 벌집구조 파형을 생성하여 실험을 수행하였다. 수리 실험에서 재현된 이안류의 유속을 계측하기 위해 LSPIV (Large Scale Particle Image Velocimetry) 기법을 이용하였다. 관측을 통해 노드영역을 따라 생성되는 이안류를 확인하였고, 시간에 따라 흐름이 전단 파동(shear fluctuation)을 포함하여 발달하는 비정상 이안류의 유속 분포를 제시하였다. 또한, LSPIV 기법으로 계측된 유속의 시계열을 통하여 파주기 및 상대적으로 긴 주기의 요동에 따른 유속 성분을 확인할 수 있었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.258-265
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• 2022

국내에서 수행된 대부분의 항만구조물에 대한 월파량 산정 실험은 구조물 전면 바닥 경사가 일정한 조건 또는 전면경사면이 설치되지 않은 상태에서 수행되었다. 금번 실험에서는 직립식 호안도로 전면의 수심을 단면수로에 재현하고 외해에서 파랑 내습시 월파량을 계측하였다. 월파량의 계측은 수리실험이외에 OLAFoam을 적용하였다. 계측결과는 기존 연구성과인 EurOtop과 비교하였다. 실험 결과비교를 통하여 직립식 구조물의 경우 전면 경사면의 영향이 매우 큰 것을 알 수 있었으며, 향후 EurOtop 등의 적용시 이에 대한 검토가 필요할 것이다. 또한 OLAFoam을 활용하여 복잡한 지형을 갖는 구조물에 대해서도 월파량 예측이 가능할 것을 알 수 있었다.

• 대한조선학회지
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• 제26권1호
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• pp.46-62
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• 1989

최근 현대 선박해양연구소 구조연구실에서 4,800대 적재 자동차 전용운반선 2척에 대하여 울산 미국간 각각 왕복 1항차에 걸쳐 실선계측을 수행하였다. 계측의 주요 목적은 자동차 운반선의 부분 횡격벽의 횡강도 검토 및 항해중 파랑하중에 대한 선체 응답의 연구등이다. 계측된 data를 가지고 단기 응답해석(short-term analysis)을 하였는데 항해중 선체에 발생하는 응력의 진폭의 분포는 대체로 Rayleigh 분포를 잘따르고 있다. 그리고 횡격벽에서의 응력은 상갑판의 선측 방향 수평가속도와 밀접한 관계가 있는 것으로 나타났다. 단기 응답해석에서 얻어진 결과를 가지고 선박 운항시 발생 가능한 최대 응답치를 얻기 위하여 장기 응답해석(long-term analysis)을 수행하였다. 해석결과중 본 계측 대상선의 Fr.132 부분 횡격벽의 응력집중 부분에서 10년 동안의 예측 최대응력은 약 $2,150kg/cm^2$이었고 이 부분에 대한 예측 피로수명은 약 200일 이었는데 이 값은 실제 본선이 처녀해항후 crack손상을 입은 기간과 잘 일치하고 있다.