• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2007년도 추계학술대회 및 제23회 정기총회
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• pp.123-124
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• 2007

파력발전은 파랑에너지를 이용하여 유용한 에너지를 얻어내는 것인데, 본 논문에서는 그 가운데 진동수주 (Oscillating Water Column)형을 연구 대상으로 취하였다. 이는 외해에서의 파랑에너지를 공기실에 유입 집중시켜 공기실 내 수면의 승강운동을 증폭시키고 이로 인해 발생한 공기실 내의 공기 흐름을 터빈의 구동력으로 사용하는 것을 말한다. 적지 선정과정에서 채택된 곳의 설계파고를 바탕으로 원하는 정격출력인 500kW를 얻어낼 수 있도록 유량과 임펄스 터빈의 최적 직경을 산출하고자 하였는데 개념설계된 파력발전장치의 덕트가 쌍동형 형태를 취하고 있으므로 한 터빈당 250kW급을 목표 발전용량으로 하였다. 지난 연구를 통해서 기 작성된 터빈 성능도표를 활용하여, 본 연구에서는 1차적으로 임펄스 터빈의 개략적인 직경 및 유량을 구하고, 터빈의 자기 기동 특성을 고려하여 최종적인 형상을 구체적으로 도출하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제3권2호
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• pp.49-59
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• 2000

장전항 시설물의 최적설계를 위한 항내 파랑분포 수치 시뮬레이션을 수행하였다. 장전항 인근 해역의 바람자료에 기초한 극치동계해석에 의해 추정된 심해 설계파를 수치 시뮬레이션의 외해 경계조건으로 적용하였다. 파랑 시뮬레이션을 위해 Boussinesq 천해파 이론을 사용하였으며, 파의 분산성과 비선형성을 포함하였다. 해안 경계에 대해서는 파랑의 부분적인 반사가 가능토록 유공을 두거나, 파랑 에너지를 모두 흡수하는 해면층을 두어 모사하였다. 방파제 설계 파고를 산정하기 위해서 광역모델에 대한 시뮬레이션을 수행하였으며, 설계된 방파제 및 부두 배치에 대한 항내 정온도 해석을 위하려 상세모델에 대한 시뮬레이션을 수행하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제18권3호
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• pp.199-205
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• 2012

본 연구에서는 유한한 깊이의 투수층에 의한 에너지 감쇠효과를 고려한 파랑의 변형을 해석하였다. 파의 에너지 감쇠율과 상대수심의 관계식을 제시하였으며, 에너지 감쇠율을 고유함수전개법에 사용하여 투수층에 의한 에너지 감쇠를 계산하였다. 투수성이 있는 수중둔덕에 대해서, 수치실험 결과는 해석해로 간주할 수 있는 적분방정식의 결과와 비교하여 잘 일치하였다. 또한, 투수경사에 의한 반사율을 다양한 주파수에 대해서 실험하였으며, 수치실험 결과, 수심이 매우 커서 수면파가 투수층의 영향을 받을 정도가 아닌 경우에는 상대적으로 파장이 짧은 파랑일수록 투수층의 영향을 크게 받는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.219-219
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• 2022

지구 온난화와 함께 발생하는 해수면 상승은 한반도의 해안지역을 비롯하여 울릉도 등 도서지역 전반에 걸쳐 진행 중이다. 또한 해수면의 온도 상승으로 인한 열대저기압의 생성 시 에너지 공급이 증가하며 연안으로 내습하는 파랑 내습 에너지가 커지게 된다. 경상북도 울릉군에 위치한 남양항은 최근 2019년 태풍 다나스 및 2020년 태풍 마이삭 등에 의해 고파랑 혹은 침수 피해가 발생하여 항 내에서는 물양장과 선박이 파괴되고 방파제가 전도되는 등의 피해가 속출하였다. 동해안의 태풍 내습, 지구 온난화와 저기압 발달에 의한 수위 상승 등과 같은 다양한 해양기후를 고려한 연안 구조물의 파랑 영향을 검토하는 것이 중요할 것으로 판단되었다. 기상청 태풍센터에서 제공하는 1979년부터 2020년까지 한반도 해역에 내습한 태풍 중 울릉도에 영향을 미친 태풍은 18개로 울릉도 인근에 영향을 준 내습 태풍을 10년 단위로 분석해 보면, 1980년대 3개, 1990년대 2개, 2000년대 8개, 2010년대 3개, 2020년 2개로 2000년대에 울릉도 영향권에 들어간 태풍이 가장 많았으며, 심해파 추산 기간 이후 2020년 1년 동안 울릉도 인근으로 마이삭, 하이선과 같은 2개의 태풍이 연속적으로 영향을 주었다. 울릉도에 영향을 미친 18개 태풍을 대상으로 일본 기상청(JMA)에서 제공하는 1시간 바람장을 이용하여 파랑 후측 수치 모의를 수행하였으며, 해양수산부와 기상청 관측 부이를 이용하여 파랑에 대한 정확도를 확보하였다. 고파랑 내습 시 연안에 조우하는 수위 조건은 파랑 에너지의 증가를 결정하게 되며, 항만 구조물의 설계에 적용되고 있는 약최고고조위 이상(4대분조의 최대 조위)의 최극조위 조건에서 해안 구조물에 월파 및 침수 피해를 주는 요인으로 작용할 수 있다. 이를 바탕으로 울릉도 남양항에서 폭풍 시 내습한 최극고조위(0.65m)와 IPCC 5차 보고서에 제시한 최악의 시나리오(RCP 8.5) 조건에서 울릉도에서 확인된 0.79 cm 상승고를 반영하여 범람위험평가를 광역에서의 계산 결과를 입력자료로 하여 준 3차원 비 정수압 파랑 변형 수치 모형인 MIKE 3 Wave를 사용하여 실험하였다. 해수면 상승에 의한 수위 상승고는 연안 파랑 증가에 영향을 주었으며 연안 구조물의 침수 피해에 영향을 줄 것으로 판단되었다. 월파 차단, 파랑 차폐의 목적으로 건설되는 구조물의 규모 및 천단고 등을 설정하는데 설계 수위의 선정은 중요하다. 수치 실험 결과를 바탕으로 방파제 및 호안의 범람 위험 평가를 수행하고 구조물 설계 시 이러한 해수면 상승고가 반영된 설계가 중요하다는 것을 위험 평가를 통해 확인할 수 있다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2018년도 춘계학술대회
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• pp.73-75
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• 2018

항만시설 및 배후지를 파랑으로부터 방호하는 기능을 가지는 외곽시설 중 항내 정온을 유지하여 하역효율을 높이고, 항내 항행 및 정박 중인 선박의 안전을 확보하고, 항내시설을 보전하기 위하여 설치하는 것으로는 방파제가 있으며, 배치형태로는 항의 외곽에 설치되는 경우와 연안으로 이격되어 설치되는 경우가 있다. 연안으로 이격되어 설치되는 이안제는 필연적으로 방파제 양단으로 회절파랑이 발생하게 되며 이안제 좌 우측으로 각각 분기되어 진행하는 파랑은 회절에 의해 방파제 배후 안쪽으로 휘어져 위상간 간섭을 일으키며 중첩되면서 전파된다. 지형적인 여건으로 진행방향이 같아지게 되고 항 입구부로 향한다면 파랑의 에너지 중첩에 의한 영향이 항내로 나타날 수 있다. 본 연구에서는 항 입구부에 이안제가 설치되는 경우, 이안제 길이에 따라 발생하는 좌 우측 회절 파랑의 위상차가 항내 파고에 미치는 영향을 수치실험을 통해 검토하였다. 이로부터 항내에서의 파고는 이안제의 길이에 따른 좌 우측 회절 파랑의 위상차에 의한 중첩의 영향으로 증폭 혹은 상쇄되어 나타남을 확인하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제12권2호
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• pp.61-67
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• 2009

이 논문에서는 freak wave가 포함된 시계열 파랑자료를 분석하였다. freak wave가 포함된 자료와 포함되지 않은 자료에 대하여 여러 가지 파랑 특성을 비교하였다. 파랑 자료는 Yura 해역에서 24시간 연속으로 측정된 자료를 분석하였고, 그 중에서 freak wave가 발생한 30분 동안 파랑과 인접한 30분간의 파랑자료를 집중적으로 분석하였다. 최대파의 파주기가 가장 긴 주기가 아닌 것을 볼 수 있다. 최대파의 파주기는 평균파주기보다 약간 길며, 유의파의 파주기보다는 짧은 것을 볼 수 있었다. 비록 해상 상태는 높지만, 레일리분포로 파고의 확률분포를 잘 표시할 수 있었다. Freak wave의 발생 전후의 파랑자료를 비교해 보면, 파랑스펙트럼의 특성은 큰 차이를 보이지 않으며, 발생한 경우에 비선형성이 증가한 것을 볼 수 있다. 그리고 freak wave 발생 직 후에 오히려 유의파고의 크기가 크게 나타났다. 따라서 유의 파고가 높은 것이 항상 freak wave의 발생확률을 높이지는 않는 것을 볼 수 있다.

• 대한지리학회지
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• 제48권3호
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• pp.321-335
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• 2013

경상북도 울진군 진복리 해안 사빈에서 2009년 6월부터 9월까지 이벤트성의 강한 저기압이 발생한 전 후 시기와 그 외 다양한 파랑에너지 환경에서 형성된 미지형변화를 8차례 지상라이다로 측정하여 고해상도 자료로 획득하였다. 지상라이다 분석뿐 아니라 입도분석 결과에서도 파고가 높은 파랑에 의해 발생한 진복리 사빈의 남북 간 변화가 뚜렷하였다. 태풍으로 인해 강한 파랑이 접근한 시기에는 사빈의 면적과 부피가 감소하였고, 파고가 낮은 기간에는 사빈의 부피가 증가하였다. 9월의 파고가 높은 파랑이 발생한 이후 북쪽 사빈은 침식되어 해안선이 후퇴하였고, 남쪽은 퇴적작용을 받아 해안선이 전진하였다. 남북 사빈의 침식, 퇴적현상을 비교한 결과, 진복리 사빈은 모래가 어느 정도 해저로 유출되었을지라도 사빈 내부에서 재이동하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제31권3호
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• pp.170-179
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• 2019

본 연구에서는 에너지 밀도가 낮은 해역내의 파랑에너지를 증폭시키기 위한 'Y'자 수로형 공명구조물내 파도응답 특성을 살펴보았다. 수로형 공명구조물은 긴 수로와 수로 입구에 유도판(wave guider)을 설치한 형태이다. 입사파의 주기가 공명구조물내 유체의 고유주기와 일치하면 공진이 발생하여 내부유체는 정지파 형태로 크게 증폭한다. 수로내의 파도응답을 해석하기 위하여 정합점근전개법과 경계요소법을 이용하였다. 계산결과는 제주대학교 2차원 조파수조에서 수행된 실험결과와 비교하였고 일치함을 확인하였다. 파랑유도판은 입사파의 주기에 따라 최적의 길이와 설치각도가 존재하며 특히, 공진주기에서 벗어난 주기 대역에서 증폭비를 높이는데 효과적이었다. 수로형 공명구조물내 내부유체의 공진으로 최대파고가 형성되는 파복(anti-node) 위치에 점흡수식 파력발전장치를 위치시킨다면 효과적으로 파랑에너지를 추출할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제10권3호
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• pp.173-180
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• 2007

파력에너지 변환을 위해 설계된 착저식 진동수주형 공기실 내의 파진폭 변화를 우리나라 연안의 특징적인 파랑 조건을 적용하여 조사하였다. 진동수주형 공기실의 형상인자가 파력에너지 변환에 미치는 영향을 파력에너지의 흡수 효율 관점에서 분석하였다. 실험적 및 수치적 접근법을 함께 사용하여 그 결과들을 상호 비교하였으며, 주어진 파랑 분포 하에서 파력에너지 흡수가 최대가 되는 형상인자들의 최적화를 목적으로 연구가 수행되었다. 실험은 공기실의 이차적원 형상을 가정하여 이차원 조파수조에서 실시되었으며, 수치적 해석은 공기실 내에서는 변동하는 공기압을 고려할 수 있도록 Rankine Green 함수를 적용하고 공기실 밖에서는 Kelvin Green 함수를 적용하는 합성 적분방정식에 기초하여 수행되었다. 공기실 상부의 덕트 직경, 공기실 폭, 공기실 전면벽 및 후면벽의 깊이는 흡수되는 파력에너지의 크기와 정점 주기를 민감하게 변화시키는 주요한 형상인자들임을 확인하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제7권4호
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• pp.313-320
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• 1995

일정 경사를 갖는 해안에 입사하는 같은 주기의 두개의 파열이 교차하는 경우에 대하여 천해역에서 파랑 변형에 대한 수치해석을 수행하였다. 본 모형은 파랑 에너지 평형 및 파랑운동 보존식에 기초하여, 시간과 수심에 대해 평균한 질량 및 수평방향 운동 보존방정식을 반복적으로 계산하여 해를 구하였다. 계산된 결과를 이용하여, 천해역에서 파열이 교차할 때 파고와 평균수위변동에 영향을 주는 입사 파향각 및 심해파고와 같은 매개변수 변화에 따른 파랑 변형에 대해 고찰하였다.