• 제목/요약/키워드: 파랑집중

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Padding plate 용접구조의 인장 정하중 이력에 의한 용접잔류응력 변화 및 피로강도에의 영향 (Re-distribution of Welding Residual Stress Due to Tensile Pre-load and Its Effects on Fatigue Strength in Padding Plate Weldment)

  • 강성원;김영욱;김화수;김도현
    • 대한조선학회논문집
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    • 제38권4호
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    • pp.75-82
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    • 2001
  • 건조 후 수행하는 수압시험 또는 화물의 적재 등과 같은 정하중은 파랑변동하중에 비하여 선체구조물에 상당히 큰 응력을 유발한다. 이러한 정하중이력에 의하여, 선체구조물의 응력집중으로 인해 피로강도가 문제되는 용접이음부에서는, 재료의 탄소성 거동에 의하여 초기용접잔류응력이 상당히 이완될 것으로 예상된다. 따라서, 이러한 용접이음부의 피로강도를 평가할 때에는 이완된 잔류응력의 영향을 고려하는 것이 보다 합리적이다. 본 연구에서는 선체구조물의 여러 가지 용접형태 중 Padding plate가 용접된 형태에 대하여 정하중이력($0.5{\sigma}Y,\;0.85{\sigma}Y$)에 의한 초기 용접잔류응력의 변화를 측정하며, 잔류응력의 변화가 피로강도에 미치는 영향을 검토한다.

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연안 구조물로 인한 파동장의 변화가 진동수주 파력발전장치 유체성능에 미치는 영향에 관한 3차원 시간영역 포텐셜 유동 기반의 수치 연구 (Numerical Study based on Three-Dimensional Potential Flow in Time-Domain for Effect of Wave Field Change due to Coastal Structure on Hydrodynamic Performance of OWC Wave Energy Converter)

  • 김정석;남보우;박세완;김경환;신승호;홍기용
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2019년도 추계학술대회
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    • pp.150-152
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    • 2019
  • 본 연구에서는 3차원 수치조파수조기법을 이용하여 연안 구조물로 인한 파동장의 변화가 진동수주 파력발전장치의 유체동역학적 성능에 미치는 영향에 대한 분석을 수행하였다. 진동수주 파력발전장치는 선형 압력강하모델을 도입을 통해 시간에 따른 터빈-진동수주실간의 연성효과를 고려하여 수치적으로 모사하였다. 방파제 모델의 고려유무에 따라 반사특성의 변화로 인해 진동수주실 주변의 유동분포는 서로 다른 것으로 나타났다. 방파제로부터 포획된 파랑에너지는 방파제 전면의 평면상에 공간적으로 분포되었는데, 진동수주실 전면에 집중된 경우에 변환된 공력발전량은 급격히 높아졌다. 정상파 분포의 변화는 입사파장과 방파제의 길이의 관계에 따라 반복적으로 나타났으며, 이로 인한 진동수주실의 에너지변환 성능의 차이를 확인하였다.

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인공리프 개구폭 변화에 따른 흐름특성 고찰 (Hydraulic Characteristics Investigation due to the Change of GapWidth between Artificial Reefs)

  • 김규한;심규태
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제28권6호
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    • pp.408-415
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    • 2016
  • 비교적 수심이 낮은 해안에 설치되는 소형어항 및 해안구조물 등은 연안흐름을 방해하여 표사이동의 평형상태를 붕괴시킬 수 있으며 구조물에 의한 회절파의 영향으로 파랑이 집중되어 국소적인 해안침식을 유발시킬 가능성이 크다. 이와 같은 해안침식을 제어하기 위한 대책으로는 다양한 저감공법이 제안되어 이용되고 있으나 이안제, 돌제 및 헤드랜드 등의 공법은 침식제어에 대한 직접적인 효과는 우수할 수도 있으나 해수면위로 구조물이 드러나기 때문에 경관이 우수한 해수욕장에서는 경관을 해치게 되어 적용하기 어려운 측면이 있다. 해안관광을 우선시하는 지역에서는 바다조망권을 훼손시키지 않고 2차적인 환경영향을 최소화 시키고자 하는 목적으로 광폭의 잠제인 인공리프를 채택하는 사례가 증가하고 있다. 한편 인공리프를 설치하고자 할 경우에는 인공리프의 길이와 인공리프 사이의 개구폭 및 해안선으로부터의 이안거리를 어떻게 결정하는지가 중요하다. 그러나 이러한 인공리프의 중요설계요소들에 대한 명확한 설계기준은 확립되어 있지 않다. 본 연구에서는 다양한 종류의 수리모형실험을 수행하고 인공리프 주변에서 발생되는 파랑 및 흐름장의 변화를 PIV기법 등을 이용한 정밀측정 및 해석을 수행하여 인공리프 길이와 이안거리 및 개구폭에 대한 기준을 제시하고자 하였다.

경사진 실린더에 작용하는 플런징 쇄파 충격력의 불안정성 고찰 (Instability of Plunging Breaking Wave Impact on Inclined Cylinder)

  • 홍기용;신승호
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제10권4호
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    • pp.187-192
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    • 2007
  • 플런징 쇄파에 의해 실린더에 작용하는 충격력을 실험적으로 고찰하였다. 쇄파는 조파기의 구동주파수를 선형적으로 감소시켜 수조의 목표지점에 파랑을 집중시킴으로써 생성되며, 쇄파의 파형은 등파기울기 스펙트럼을 채택하였다. 실린더와 쇄파 전면의 접촉각이 충격력에 미치는 영향을 고찰하기 위해 3개의 경사각을 적용하였으며, 압력 분포 및 정점 값에 대한 실린더 직경의 영향을 살피기 위해 3개의 서로 다른 직경을 갖는 실린더가 사용되었다. 충격 압력의 최대 값을 찾기 위해 실린더를 수조 길이방향으로 조금씩 이동하며 총 8개 지점에서 실험을 수행하였다. 실린더 표면의 압력과 합력은 piezo-electric형 압력계와 3축 로드셀을 사용하여 30 kHz의 빈도로 계측하였다. 실린더 직경, 경사각 및 회전각에 따른 정점 충격압력과 충격력의 변화를 분석하였으며, 실린더 표면의 압력분포를 고찰하였다. 실린더의 수조 내 위치 및 실린더 표면의 위치는 정점압력의 크기와 시계열 형상을 지배하는 주요 인자이며, 반면에 실린더 직경과 경사각의 영향은 상대적으로 미미하다. 충격현상은 매우 불안정하기 때문에 동일조건의 반복 실험에서도 계측 값의 넓은 분포가 발생한다.

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침식기준목을 이용한 파도리 해식애 사면의 침식·후퇴율 산정 (Estimating on the Erosion and Retreat Rates of Sea-cliff Slope Using the Datum-point in Pado-ri, the Western Coast of Korea)

  • 장동호;박지훈
    • 한국지형학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.71-82
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    • 2012
  • 이 연구는 태안 파도리 해식애 사면을 대상으로 침식기준목을 이용하여 연간 침식 후퇴율을 산정하고, 계절적 변화의 특성과 원인을 파악하고자 하였다. 연구결과, 해식애는 봄철에서 여름철까지 침식 후퇴율이 증가하였고, 다시 8~10월 사이에 급격히 증가하였는데, 이는 집중호우 및 태풍 등과 같은 극한기후사상의 영향으로 판단된다. 그 후 해식애의 침식 후퇴율은 점차 감소하다가 겨울철에 다시 증가하는데, 이것은 겨울철 폭풍해일과 기반암이 동결 해빙작용을 반복하면서 기계적 풍화가 활발히 진행된 결과이다. 해식애의 침식 후퇴율에 영향을 미치는 요소는 선행강수일수 및 일최대파고이다. 특히, 태풍 및 폭풍해일시 강한 파랑에너지에 의해 침식이 가속화되는 것으로 나타났다. 연구지역의 지난 2년간(2010년 5월~2012년 5월) 연간 침식 후퇴율은 각 지점마다 지형 지질학적 특성이 다르지만, 대략 44~60cm/yr 정도이다. 이러한 침식 후퇴율은 기존 연구결과보다 증가하였는데, 그 원인은 극한기후사상에 의한 해안 침식력이 강화되었기 때문으로 판단된다. 연구지역의 해식애 침식 후퇴과정의 특징은 해성작용(파랑에너지) 이외에도 육상의 삭박작용이 함께 작용하여 침식이 진행되고 있다.

몰수된 원형 유연막에 의한 파랑변형 (Wave Deformation by Submerged Flexible Circular Disk)

  • 조일형;김무현
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.116-129
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    • 2000
  • 자유수면 아래 일정한 초기장력이 작용한 원형 박막이 수평으로 놓여있을 때 3차원 선형 유탄성 이론을 적용하여 파와 구조물의 상호작용문제를 고찰하였다. 속도포텐셜을 회절포텐셜과 방사포텐셜로 분리하여 각각의 경계치 문제를 푼다. 유체영열을 3개의 영역으로 나누어 각 영역에서 회절포텐셜과 방사포텐셜을 Bessel 함수의 전개식으로 표현하고 부족한 경계조건으로 생기는 미지수는 인접한 영역이 만나는 정합면에서 속도와 압력이 같다는 정합조건식을 적용하여 구해진다. 원형막의 크기와 잠긴 깊이 그리고 추기장력이 변함에 따라 원형 유연막 주위의 파의 형태가 달라짐을 볼 수 있었다. 즉, 적절히 설계된 몰수형 원형 유연막은 파 에너지를 집중시키는데 활용될 수 있다.

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장기 관측자료를 이용한 해수면 상승경향 분석 (Analysis of Sea Level Rise Trend using Long-term Observation Data)

  • 양수현;황규남
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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    • pp.212-212
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    • 2021
  • 지구온난화에 따른 가장 큰 영향 중의 하나인 해수면 상승은 인구 및 산업시설이 집중되어 있는 연안에 심각한 영향을 미칠 수 있다. 연안 저지대 범람, 하천과 지하수로의 해수 유입, 하천의 수위증가, 조석 및 퇴적물의 변화 등의 직접적 피해를 증가시키고(국립해양조사원, 2012; Nicholls, 2002; 오상명 등, 2011), 시설물의 설계고 추산 및 흐름, 파랑의 흐름에 영향을 미쳐 연안 시설물의 안정성이나 기능성에 영향을 미치는 것으로 알려지고 있다(윤종주·김상익, 2012). 기후변화에 관한 정부간 협의체(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)의 5차 보고서(2014)에 따르면, 1901~2010년 동안 전 지구 평균해수면 상승률은 1.7mm/year에 이르며, 1990년대 이후에 더 높은 해수면 상승률을 예측하였다. 우리나라의 경우, 2010년 말까지의 자료분석 결과에서 2.48mm/year의 연평균 해수면 상승률을 보여 전세계 평균상승률보다 훨씬 상회하는 것으로 보고되고 있다(정태성, 2014; 윤종주 등, 2012). 이와 같이 전 지구적 평균해수면의 변화와는 별개로 지역적 해수면 변동특성은 그 양상이 크게 다를 수 있으며, 이는 지구온난화와 같은 자연적인 요인 뿐만 아니라 지역별 다양한 인위적 요인(풍속, 기압, 연안역 개발정도 등)에 따라 지역적 해수면 상승이 크게 변화할 수 있다. 이에 본 연구에서는 국내 연안역에 분포한 조위관측소의 장기 관측자료(수위)를 이용하여 각 지역별 해수면의 상승경향을 분석하였으며, 동/서/남해안 및 제주권역은 권역별 조석특성이 현저하게 다른 특성을 보이므로 권열별로 구분하여 분석이 수행되었는데 우리나라 대부분의 관측지점에서 평균해수면이 증가하는 추세인 것으로 나타났다.

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소규모 항만 구조물 주변에서 불규칙파에 대한 SWASH 모형의 반사 및 회절 (Characteristic of Wave Diffraction and Reflection for Irregular Waves in SWASH Model Around Small Port Structures)

  • 권경환;박창욱;박일흠;김종훈
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제31권6호
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    • pp.468-477
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    • 2019
  • 불규칙파에 의한 정온도 평가 시 주로 사용하는 Boussinesq 근사의 수치모형은 항의 개구부 폭이 약 30 m 내외의 좁은 마리나와 같은 소규모 항만에서는 격자 크기의 적용성 한계가 있고, 항 내로 진행하는 파의 회절에 대한 평가 시 정확한 정온도 평가가 어려울 수 있다. 본 연구에서는 정수면의 비정수압 항이 고려되어 해수면과 바닥층에서의 유속으로 계산하는 비선형 천수방정식 모형인 SWASH 모형(Zijlema and Stelling, 2005)을 사용하여 좁은 항의 개구부에서 정온도 평가의 적용성을 검토하였다. SWASH 모형은 구조물 및 지형에 입사하는 반사파 적용 시 수심과 공극율 계수 및 구조물 크기에 따라 부분 반사를 제어한다. 본 연구에서는 실제 구조물 단면 형태에 따른 구조물 전면에서의 반사파의 평가와 단면의 형태 및 구조물의 형태에 따라 반사율 적용성을 검토하였다. 항 내에 진입하는 회절 파랑에 의한 모델의 재현성을 평가하기 위해 구조물 직각 및 경사로 입사하는 영역을 구성하여 기존의 Goda et al.(1978)가 제시한 회절도 이론값과 비교하였다. 수심평균으로 계산된 단면 구조물 반사율 실험 결과는 Stelling and Ahrens(1981)이 제시한 반사율의 개략치와 유사한 반사율을 나타내며, 경계에서의 반사파의 제어와 구조물의 형상 및 지형에 따라 반사파가 잘 재현되는 것으로 판단된다. 회절도 검토 결과 파랑 진입 각도 및 회절파의 형태가 계산치가 이론값과 아주 유사하게 나타나지만, 경사 입사 및 직각 입사 모두 방향 집중도가 작은 경우 파고비가 0.5~0.6인 일부 구간에서 회절도가 저평가되는 것으로 나타났다.

친수공간 이용효율성 개선을 위한 중요도·만족도 분석 - 국내·외 드래곤 보트 페스티벌을 위한 친수공간 사례로 - (An Importance and Satisfaction Analysis for Improvement Efficiency Use of Waterfront - A Focus on the Waterfront Analysis for Domestic and Foreign Dragon Boat Festival -)

  • 안병철
    • 한국조경학회지
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    • 제44권4호
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    • pp.86-99
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    • 2016
  • 본 연구에서는 친수공간을 적극적으로 활용하는 수상레포츠인 드래곤 보트 페스티벌을 통해 친수공간의 외적 환경과 내적 공간구조의 분석하고, 이용효율성을 증진시키는 방안을 고찰해 보고자 하였다. 홍콩, 부산, 인천, 대전 등 국내외 4곳의 대상지를 통해 친수공간의 이용효율성에 영향을 미치는 요소에 대한 이용자들의 중요도와 만족도를 분석하고, 이에 따른 기초데이터를 제공하여 친수공간의 문화컨텐츠 활성화에 도움이 되고자 하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 12항목에 대한 중요도 분석에서 친수공간 주변의 현대적 관광자원이 가장 높게 나타났으며, 수변경관, 수변광장 및 오픈스페이스, 편의시설, 교통접근성, 수변녹지, 전망공간, 역사적 관광자원, 보행접근성, 수면의 폭, 수질, 수심, 파랑 등의 수면조건, 계류시설 순으로 분석되었다. 둘째, 수변경관성은 대상지의 공간 구조적 문제라기보다는 도시 규모에 따른 외적 환경 요인에 의한 것으로 해석되며, 친수공간 입지선정에 영향을 미칠 수 있는 중요한 요인으로 해석된다. 수변 녹지경관의 분석에서 국내 대상지의 만족도가 높은 것은 최근 천변공원 등이 친수적 행위를 고려하여 조성된 원인에 있다고 볼 수 있다. 전망공간은 수변 쾌적성 체험과 드래곤보트를 비롯한 수상레포츠의 역동성을 입체감 있게 볼 수 있는 주요 인프라로서, 이용효율성을 위해 개선되어야 할 부분이라고 판단된다. 셋째, 관광자원적 요소는 친수공간 이용효율성에 영향을 미치는 중요도가 높은 인자로서, 역사적 자원보다는 현대적 관광자원에 더욱 민감히 반응하는 것으로 나타났는데, 이는 젊은 계층들의 쇼핑, 레저 등을 위한 관광인프라가 영향을 미친다고 분석되며, 홍콩과 부산은 주변 관광자원 인프라가 인접해 있는 친수공간 이용에 유리하게 작용한다는 것을 보여준다고 할 수 있다. 넷째, 교통 접근성 분석에서, 홍콩과 부산 두 곳 모두 지하철에 의한 교통 접근성이 우수한 지역의 영향으로 높게 평가되었으며, 대전은 교통 인프라에 비해 상대적으로 낮은 장소적 인지도의 영향 탓으로 만족도가 낮게 분석되었다. 홍콩의 보행접근성은 친수공간이 도심으로 연결되어 있고, 부산은 주거단지와 쇼핑센터 등의 이용객들이 도보로 접근할 수 있는 위치에 의한 결과로 분석된다. 마지막으로, 수면의 폭의 중요도 만족도 분석에서, 인천을 제외하고는 3곳 모두 수면의 폭이 200m 이상이며, 일정수준 이상의 수면 폭이 수상레포츠를 즐길 수 있는 집중력을 저해하는 결과로서 해석될 수 있다. 수질, 수심, 파랑 등의 수면 조건의 분석에서, 부산은 설문조사시 수질에 대한 문제가 제기되었으며, 대전 갑천의 경우는 대회 참여자들에 의해 적정수심에 대한 문제점이 제기되었다.

10MW급 해양온도차발전을 위한 라이저 개념설계 (Conceptual Design of a Riser for 10 MW OTEC)

  • 정동호;권용주;김현주
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.29-35
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    • 2015
  • 본 연구에서는 10 MW 용 라이저의 개념설계를 수행하며, 수치해석을 통하여 개념설계안에 대한 동적거동 특성을 분석한다. 전체 시스템은 크게 두 가지 개념으로 제안하며, 라이저가 자유롭게 매달린 형상을 가지는 경우에 대하여 라이저의 단면 설계를 수행한다. 라이저의 단면계수를 증가시키고, 비중을 조절하기 위하여 라이저 두께에 따라 중공을 형성하는 설계안에서는 라이저 아래 끝단에 중량체를 설치한다. 중공 없이 균일한 FRP 재질로 이루어진 라이저는 끝단 중량체 없이 자유롭게 매달린 형상으로 설계된다. 두 가지 설계 개념에 대하여 거동 특성 분석과 안전성 평가를 위하여 동적 거동해석을 수행한다. 끝단 중량체가 설치된 중공을 가지는 라이저의 응력은 중량체의 중량에 지배되는 것을 알 수 있다. 중량체 없이 자유롭게 매달린 라이저는 강한 조류가 작용하는 환경에서 파랑 및 부유체 가진이 작용하는 경우에, 해수면 부근에 응력이 집중되는 것을 알 수 있다. 자유롭게 매달린 대구경 라이저의 설계에서 조류는 매우 중요한 설계 요소라는 것을 알 수 있으며, 라이저 하부 끝단에 중량체를 설치함으로써 응력을 일부 줄일 수 있다는 것으로 나타났다.