• 제목/요약/키워드: 파 스펙트럼

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선박운항 시뮬레이터를 위한 풍파와 너울의 실시간 시뮬레이션 (Real-time Simulation of Seas and Swells for Ship Maneuvering Simulators)

  • 박세길;오재용;박진아
    • 정보과학회 논문지
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    • 제42권7호
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    • pp.846-851
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    • 2015
  • 풍파와 너울은 바다 표면 시뮬레이션에 있어 가장 기본이 되는 파도로 해상 공간 배경의 시뮬레이터 구축에 매우 중요한 요소이다. 본 논문에서는 선박운항 시뮬레이터와 같은 실시간 시뮬레이터에 활용을 목적으로 서로 다른 시각적 특성을 가진 풍파와 너울에 대해 각각의 특성을 사실적으로 재현할 수 있는 실시간 시뮬레이션 방법을 제안하였다. 풍파에 비해 파장이 길고 마루가 둥근 너울은 절차적 방법을 통해 전역적으로 가시화 하였으며, 너울 가시화에 필요한 파라미터는 해양파 스펙트럼으로부터 추출하여 적용 하였다. 그리고 근거리에서 관측 시 그 특징이 잘 나타나는 풍파는 적용 가능 범위는 좁으나 사실적 시뮬레이션에 강점을 가진 해양파 스펙트럼 기반의 통계적 파도 모델을 활용하여 가시화 하였다.

2008년 2월 동해안에서 발생한 너울의 예측 분석 (Hindcasting Analysis of Swells Occurred in the East Coast in February 2008)

  • 김태림;이강호
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제15권2호
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    • pp.62-67
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    • 2010
  • 2008년 2월 24일 동해안에 출현한 너울은 3명의 인명 사고를 발생시켰으며 또한 일본의 서쪽 해안에서도 피해가 나타났다. 최근에 그 강도가 점점 강해지는 동해의 너울에 의한 사고를 줄이기 위해서는 향후 그 발생 시간과 위치에 대한 보다 정확한 예보가 필요하다. 본 연구에서는 동해에서의 파랑 예보의 정확성을 검증하기 위하여 SWAN 파랑 모델을 이용하여 2008년 2월 발생한 동해의 너울을 예측하고 검증하였다. 모델 결과는 파랑 관측 자료뿐만 아니라 한국기상연구소가 ReWW3를 사용하여 생산한 자료와도 비교 하였으며 특히 동해안의 두개의 파랑 관측소에서 획득한 주파수 스펙트럼과의 비교 분석도 수행하였다. 그 결과 파고 분포와 발생 시간은 유사하게 나타났지만 주파수 스펙트럼의 형태에 있어서는 차이가 나타났다. 너울에 대한 보다 정확한 예보를 위해서는 보다 많은 현장 관측 자료와의 비교 분석이 필요하며 특히 동해에서의 너울 특성 연구를 위해서는 파향 스펙트럼 관측 자료가 필요하다.

배전계통에서의 SuperHarm을 이용한 고조파 분석 및 필터 설계에 관한 연구 (A Study on the Harmonic Analysis and Filter Design on Distribution System using SuperHarm)

  • 이종포;이병길;김철환;채영무
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 A
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    • pp.531-533
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    • 2000
  • 배전계통에서 전력전자 설비의 증가는 고조파 왜곡현상과 더불어 그로 인해 발생되는 계통 설비와 운용에 미치는 영향에 대한 관심의 증대를 가져오게 하였다. 그러므로, 최근에 고조파 연구는 전력계통의 분석과 설계에 있어 중요한 관점이 되고 있다. 고조파와 관련된 컴퓨터 시뮬레이션들은 전력계통에서 전압 왜곡현상을 나타내는 방법으로 사용되어져 왔으며, 많은 디지털 컴퓨터 프로그램들이 고조파 분석을 위해서 사용되고 있다. 주파수 스펙트럼 분석에 있어서, SuperHarm을 이용한 컴퓨터 시뮬레이션은 다른 프로그램을 사용하는 것보다 효과적인 방법이다. 본 연구에서는 SuperHarm을 이용한 컴퓨터 시뮬레이션으로 비선형 부하인 가변속 구동장치의 부하 변동에 따른 고조파 전압 분포를 살펴보고, 고조파 저감을 위해 필요한 최적의 고조파 필터를 설계하였다.

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불규칙파의 굴절ㆍ회절 수치모형

  • 채장원;정신택
    • 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해안해양공학회 1992년도 정기학술강연회 발표논문 초록집
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    • pp.83-83
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    • 1992
  • 풍파가 수심이 불규칙하고 조류 및 해류 등의 흐름이 존재하는 연안역을 전파해 갈 때 파고 및 파향이 굴절ㆍ회절 및 천수, 에너지 감쇠 효과 등에 의해 크게 변형된다. 이러한 현상은 연안역의 파랑변형 계산 및 퇴적물이동현상 분석에 매우 중요하다. 불규칙파의 스펙트럼 형태와 에너지의 방향 분산 정도에 따라 단순 규칙파 모델과의 계산치가 50-100%에 이르기도 한다.(중략)

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해운항만청의 파랑 관측 시스템 현황과 천해 국지 파랑 산출 시스템 구축 방안

  • 연영진;박광순;이동영
    • 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해안해양공학회 1992년도 정기학술강연회 발표논문 초록집
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    • pp.99-99
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    • 1992
  • 해운항만청은 1986년 파랑관측업무 개선 방안을 마련하여 표준 파랑관측망과 국지 파랑 모니터링 시스템으로 구분하여 표준파랑관측망은 1987년부터 시작하여 단계적으로 설치하여 1991년에 거의 완성 단계에 이르렀다. 이 표준파랑관측 시스템은 넓은 해역을 대표할 수 있는 곳에서 원칙적으로 파향스펙트럼을 실시간으로 모니터링하는 시스템으로 현장관측 기기와 실시간 자료전달 시스템과 중앙자료센타로 구성되어 그 자료는 해운항만청, 기상청, 수산청, 해양경찰청, 해군, 내무부, 대하 및 연구기관과 해양산업체에서 다목적으로 활용하고 있다.(중략)

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준 랜덤 주파수 캐리어(PRC) 발생기 (A Pseudo Random Frequency Carrier(PRC) Generator)

  • 박진규;김종남;정영국;임영철
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2005년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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    • pp.157-160
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    • 2005
  • 본 연구에서는 고정 주파수의 캐리어 합성만으로 랜덤 주파수의 캐리어를 간단하게 발생하는 방법을 제안하였다. 고정 주파수를 갖는 삼각파 캐리어와 그 역상의 삼각파 캐리어를 랜덤 비트 발생기(PRBS : Pseudo Random Binary Sequence)에 의하여 선택하여 랜덤 주파수 캐리어를 새롭게 합성 할 수 있다. 실험과 시뮬레이션에 의하여 PRBS의 시트프 레지스터의 비트별 고조파 스펙트럼을 비교 고찰하였다.

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불규칙파에 의한 연안류 (Coastal Currents Driven by Irregular Waves)

  • 유동훈
    • 대한토목학회논문집
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    • 제10권4호
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    • pp.151-158
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    • 1990
  • 불규칙파에 의하여 형성된 쇄파대에서의 확산은 여러가지 요인에 기인한다고 볼 수 있다. 개개파의 쇄파에너지로 발생되는 난류형상, 유속의 공간변화에 의한 영향, 쇄파대 폭의 확장과 함께 나타나는 잉여파응력(Excess Momentum Fluxes or Radiation Stresses)의 불규칙 중첩에 의한 영향 등이며 이로 인하여 연안류는 보다 완만한 곡선을 나타낼 것이다. 본 연구에서는 단순파를 중첩시켜 표현하는 스펙트럼파 모델을 ${\kappa}-{\varepsilon}$ 모델과 연안류 모델에 접속시켜 운용할 수 있는 모델시스템을 개발하여 현장 관측자료에 적용하였다. 적용결과, ${\kappa}-{\varepsilon}$ 모델은 쇄파대 확산에 있어 난류확산의 영향과 불규칙한 응력중첩이 영향 모두를 잘 재현할 수 있음을 알 수 있었다. 또한, 본 수치모형에서는 고려치 못하였지만, 파 스펙트럼간 에너지의 비선형 전도효과도 연안류분포에, 특히 수심이 작은 연안 가까이에서, 무시할 수 없을 정도의 영향을 미치는 것으로 나타났다.

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Semi-submersible 석유시추선(石油試錐船)(부체해양구조물(浮體海洋構造物))의 운동(運動) -계산방법(計算方法), 해석(解析) 및 응용(應用) (Motions of Semi-submersible Drilling Rigs in Deep Water)

  • 정진수
    • 대한조선학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.23-40
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    • 1974
  • Semisubmersible 해양석유시추선의 기본설계에 필요한 파랑중(波浪中)에서 운동(運動)을 계산(計算)하는 이론적방법(理論的方法)을 제시하고 "MOHOLE"과 "SEDCO 1350-F" 석유시추선들의 운동(運動)을 해석하였다. 이 규칙파에서 운동계산을 불규칙해양파(波)에 적용하는 응용해석을 보여주었다. 현재 이론적 방법으로는 6자유도(自由度)의 운동을 해양파의 어떤 방향에 대해서도 정확히 계산할 수 있으며 계산의 정확성은 수조(水槽)에서의 모형선의 운동측정치와 실선(實船)의 운동측정치와 비교하여 증명되었다. 또 현재의 방법은 종전에 개발된 방법보다 더 일반적(一般的)인 경우를 다룰 수 있으며 결과치도 더 정확하다. 극소운동특성을 갖는 해양석유시추선과 부체(浮體)해양구조물의 설계는 경비가 비싸고 시간이 많이 드는 모형실험보다는 유체역학적(流體力學的) Parameters를 신속 정확히 자주 변경 검토해야 하는 기본설계단계에서는 정확한 이론적인 전자계산기에 의한 계산방법이 절실히 필요하다. 예상(豫想)과 같은 부가질량(附加質量)과 감쇠력(減衰力)은 Resonance 운동주기에서만 운동에 영향을 준다. 해양구조물에 작용하는 파력(波力)은 Froude-Krilov force, 부가질량(附加質量) 및 감쇠력(減衰力)과 Restoring force로 구성했으며 규칙파(規則波)에서의 6자유도(自由度) 운동방정식은 본 논문에 제시된 실험측정치(値)와 실험으로 정확도가 증명된 이론치(値)의 부가질량과 감쇠력 계수(係數)를 써서 풀었다. 규칙파(規則波)에서의 계산된 운동을 Pierson Moskowitz 해양파(海洋波) 스펙트럼과 linear superposition principle에 의해 불규칙해양파(不規則海洋波)에서의 운동을 계산하는데 사용했다. 불규칙파(不規則波)에서의 운동은 운동스펙트럼과 통계적 운동치로 나타냈다. 현재의 계산방법은 실제 기본설게에 사용되어 왔으며, 다른 응용분야는 파랑중(波浪中)에서의 파면(波面)과 Deck간(間)의 Clearance, 계류선(係留線)의 동장력(動張力)계산의 기본 Data 및 기본설계의 Draft 등 Parameters를 통(通)한 Optimum Design 등(等)이다. 파(波)의 한 방향(方向)에 대(對)한 전자계산기(電子計算機)(IBM 370 또는 CDC 6400)에 의한 운동계산은 10초(秒)미만밖에 안걸린다. 또 현재의 계산방법은 해양석유시추선뿐 아니라 이와 비슷한 부체(浮體)해양구조물과 Pipe-laying선(船) 또 Supply Boat설계(設計)에도 쓰여지고 있다.

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주파수영역 탄성파모델링에 대한 CFS-PML경계조건의 적용 및 개선 (Application and Improvement of Complex Frequency Shifted Perfectly Matched Layers for Elastic Wave Modeling in the Frequency-domain)

  • 손민경;조창수
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제15권3호
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    • pp.121-128
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    • 2012
  • 탄성파의 수치 모델링은 유한한 경계에서 발생하는 인공적인 반사파의 제거를 위한 경계조건을 필요로 한다. 이 연구에서는 주파수영역의 탄성파 수치 모델링에 CFS-PML (Complex Frequency Shifted-Perfectly Matched Layer) 경계조건을 적용하였다. 수치모델링 검증을 위해 Lamb's Problem의 해석해와 수치모델링 결과를 비교한 결과 일치하였다. 모형 내의 운동에너지, 최대크기오차, 그리고 스펙트럼오차를 통하여 CFS-PML경계조건이 기존의 흡수경계조건들 보다 유한경계에서 발생한 인공적인 반사파를 효과적으로 제거할 수 있음을 확인하였다. CFS-PML경계조건의 변수 ${\kappa}_{max}$${\alpha}_{max}$의 최적값은 운동에너지를 이용하여 산정할 수 있었다. 또한, 주파수에 따른 함수로 정의된 ${\alpha}_{max}$를 변수로 갖는 변형된 CFS-PML경계조건을 제안하여 기존 PML경계조건, CFS-PML경계조건, 그리고 변형된 CFS-PML경계조건의 성능을 운동에너지, 최대크기오차, 스펙트럼 오차로 비교하였다. 기존 PML경계조건에서 나타난 스쳐가는 입사각에 대한 반사파 문제가 CFS-PML경계조건, 그리고 변형된 CFS-PML경계조건에서는 개선되었다.