• 한국항해항만학회지
• /
• 제45권3호
• /
• pp.165-172
• /
• 2021

쇄파는 연안류, 표사이동, 충격파압, 에너지소산 등과 같은 연안에서 발생하는 다양한 물리현상과 직접적인 관계가 있으므로 항만 구조물의 설계시 반드시 고려되어야 하는 중요한 설계인자 중 하나이다. 쇄파에 대한 연구들은 쇄파가 가진 고유의 복잡성으로 인해 주로 수리모형실험을 통해 쇄파파고와 쇄파수심 등과 같은 쇄파지표를 예측하기 위한 많은 경험식이 제안되어 왔다. 하지만, 기존의 쇄파지표에 대한 경험식은 일정한 방정식의 가정하에 자료의 통계적 분석을 통해 가정한 방정식의 계수들을 결정하고 있다. 본 연구에서는 회귀 혹은 분류문제와 관련된 다양한 연구분야에 있어서 높은 예측성능을 보여주는 대표적인 선형기반의 머신러닝 기법을 적용하여 천수변형에 의해 발생하는 쇄파의 한계파고를 산정하기 위한 새로운 Munk형식의 경험식을 제안하였다. 새롭게 제안된 쇄파지표식은 단순한 형태의 다항식에도 불구하고 기존의 경험공식과 유사한 예측성능을 보였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제1권2호
• /
• pp.71-81
• /
• 1998

이 논문에서는 홍도와 마라도에서의 파랑의 통계적 특성을 살펴보았다. 두 지역에서의 스펙트럼법과 시계열에서 얻은 유의파고를 이용하여 파고주기결합분포를 얻었으며 여러 가지 통계적인 특성을 살펴보았다. 주파수의 대역폭이 협대역이 아닌 경우에 개별 파고분포에 롱기히긴스가 제안한 수정레일리분포를 사용할 수 있다. 그러나 이 분포함수는 경험상수를 결정해야하는 불편함 때문에 널리 사용되지 않고 있었다. 본 논문에서는 수정레일리분포의 경험상수를 결정하는 간단한 방법을 제안하였다. 설계파고의 추정에서 서로 다른 분포함수 선택에 따른 영향은 크지 않다. 그러나 스펙트럼법과 시계열에서 얻은 파랑자료 사용에 따라서 한계파고의 추정치는 큰 차이를 보인다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제32권4호
• /
• pp.262-272
• /
• 2020

지금까지 연안에서 발생하는 쇄파에 대한 연구는 지속적으로 수행되었으며, 그에 따른 많은 실험자료가 축적되어 왔다. 또한, 다양한 실험자료로부터 공학적인 적용을 위한 쇄파 정보를 정량적으로 예측하기 위하여 회귀분석에 기반한 다양한 경험식이 제안되었다. 그러나 쇄파는 내재하고 있는 변동성이 있으므로 선형 회귀분석과 같은 선형적 통계접근 방법에는 한계가 있다. 본 연구에서는 쇄파파고 및 쇄파수심을 예측하기 위하여 기계학습 중 하나인 신경망을 사용하는 비선형 방법을 제안하였다. 신경망은 구글에서 배포하고 있는 머신러닝 오픈소스 플랫폼인 텐서플로(Tensorflow)를 이용하여 구축하였다. 신경망 모델은 수집된 실험자료를 무작위로 선택하여 학습하였으며, 학습에 이용하지 않은 자료를 사용하여 학습된 신경망을 평가하였다. 학습된 신경망에 의해 예측된 쇄파파고와 쇄파수심에 대한 예측결과는 기존의 경험식에 의한 계산결과에 비해 높은 예측성능을 보였으며, 이는 충분히 학습된 신경망은 쇄파파고 및 수심을 예측하기 위한 유용한 도구로 사용될 수 있음을 보여준다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제36권2호
• /
• pp.37-49
• /
• 2024

지금까지 쇄파는 발생기구의 본질적인 복잡성으로 인해 실내수리모형실험을 통해 쇄파파고 및 쇄파수심 등의 쇄파지표 예측을 위한 많은 경험식이 제안되어 왔다. 하지만, 자갈해빈에 대한 쇄파의 특성 및 쇄파지표예측을 위한 연구는 거의 수행되어 있지 않았다. 본 연구에서는 자갈해빈을 대상으로 쇄파파고 및 쇄파수심의 예측을 위하여 회귀 또는 분류 문제와 관련된 다양한 연구 분야에서 높은 예측 성능을 보이는 대표적인 선형기반 기계학습기법에 기반한 쇄파지표를 예측하고자 하였다. 먼저, 자갈해빈에 대하여 기존에 제안된 쇄파지표의 경험식의 적용성을 검토하고 기존의 경험식의 자갈해빈의 쇄파지표 예측성능의 한계성을 극복하기 위하여 다양한 선형기반 기계학습 알고리즘을 적용하여 쇄파지표 예측모델을 구축하였다. 구축된 기계학습모델 중 자갈해빈에서 발생하는 쇄파파고 및 쇄파수심에 대한 높은 예측성능을 보인 모델을 기반으로 손쉬운 계산이 가능한 쇄파지표에 대한 새로운 산정식을 제안하였고 수리모형실험결과 및 기존의 경험식과 비교하고 새롭게 제안한 쇄파지표의 예측성능을 검증하였다. 본 연구에서 제안한 쇄파지표에 대한 경험식은 단순한 다항식임에도 불구하고 자갈해빈에 대한 양호한 예측성능을 보였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제25권5호
• /
• pp.317-326
• /
• 2013

확률론적 설계법은 설계변수의 불확실성을 고려할 수 있기 때문에 직립방파제의 설계에 폭넓게 사용되고 있다. 대표적인 확률론적 설계법은 부분안전계수 설계법, 신뢰성 설계법, 성능설계법 등이 있다. 특히 성능설계법은 구조물의 수명 또는 설계폭풍 지속시간 동안의 누적활동량을 계산한다. 최근 설계폭풍 동안에 개별활동량의 최초통과확률을 산정할 수 있는 시간의존 성능설계법이 개발되었다. 하지만 개발된 방법의 허용기준이 없어 구조물의 안정성을 정량적으로 평가할 수 없었다. 본 연구에서는 다양한 수심과 극치파고분포의 특성을 반영한 구조물의 단면에 대하여 최초통과확률을 산정함으로써 두 가지 한계상태에 따른 허용최초통과확률을 제안하였다. 수리가능한계상태(개별 허용활동량 0.03 m)와 극한한계상태(개별 허용활동량 0.1 m)에서 허용최초통과확률은 각각 5%와 1%로 산정되었다. 제안된 허용기준을 적용하여 기후변화에 따른 파고 증가가 방파제 안정성에 미치는 영향을 평가하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제24권2호
• /
• pp.138-148
• /
• 2012

경사제에 불규칙하게 작용하는 임의 크기의 다중하중으로 인해 피복재의 안정성에 대한 성능이 시간에 따라 어떻게 달라지는지를 해석할 수 있는 추계학적 신뢰성 해석 모형이 개발되었다. Hudson의 공식과 Melby 공식을 이용하여 재현기간에 따른 파고의 함수로 경사제 피복재의 초기 저항력 크기와 피해율을 확률적으로 산정할 수 있는 새로운 방법이 제시되었다. 생애기간에 대한 신뢰성 분석을 실시하여 시간에 따른 다중하중의 작용과 사용한계나 극한한계 등 한계상태에 따른 구조물의 성능을 올바로 해석할 수 있었다. 마지막으로 보수보강 목표확률을 시간에 따른 누적파괴확률의 결과와 조합하여 구조물 유지관리에서 가장 중요한 변수인 보수보강 시점을 정량적으로 산정할 수 있는 방법이 제시되었다.

• 대한조선학회지
• /
• 제30권2호
• /
• pp.8-10
• /
• 1993

선박에너지 개발을 위한 미래의 유력한 추진체로서 초전도 자력장을 이용한 선박을 들 수 있는데 이와 같은 경우에는 실험을 하기에는 비용이 엄청나게 소요되고 설비 자체가 복잡하기 때문에 CFD를 이용해서 초기 계\ulcorner을 구상하고 선체 주위의 유동장의 제어 및 기초 설계를 하여야 할 것이다. CFD계산을 통해 일반적으로 얻을 수 있는 것은 -압력 분포 -자유 표면 파고 -유속 분포 -유선 추적 -선체 표면의 응력 분포 -한계 유선 분포 -선미 와류 생성 과정 -선체 저항 계산 등으로 선형 개발에 필요한 기본 자료들이다. 여기서 CFD의 유용가치를 강조할 수 있는데 위의 많은 데이터를 실험을 통해서 얻으려면 막대한 경비와 노력이 투입되어야 한다. 또한 현재의 실험 시설로는 정량적으로 측정할 수 없는 부분도 일부 있다. CFD의 경우는 그러한 어려움은 없으나 꼭 필요한 것이 수치계산의 검증이다. 계산 결과의 유효성(validity)을 검증해야 한다는 의미이다. 계산은 실험을 통하여 반드시 비교 검토가 이루어져야 하며 이의 수단으로 선박 분 야에서는 Wigley 모형이나 Series 60와 같은 것들이 사용되고 잇다. 당 연구소의 저항추진연구 실에서는 CFD의 연구가 수년 전부터 소수의 인원을 중심으로 이루어져 왔다. 이와 관련하여 대표적인 몇 가지만 소개하고자 한다.

• 한국해안해양공학회지
• /
• 제2권2호
• /
• pp.83-95
• /
• 1990

현재 해안공학에 있어서 불규칙파랑을 표현하는 방법으로서 스펙트럼분석법과 파별해석법이 있다. 그 중,스펙트럼해석법은 수심이 깊고 입사파랑의 분산성이 큰 영역에, 파랑분석법은 수심이 얕고 비선형성이 강한 영역 및 석파와 같은 불연속현상을 취급할 경우에 각각적용 되어진다. 그러므로 현지 불규칙파랑장을 계통적으로 취급하기 위해서는 어느 수심영역에서 스펙트럼해석으로부터 파별분석으로 전의해야 할 것인가에 대한 연구가 필요하게 된다. 본 연구는 현지 불규칙파랑의 전파에 의한 변형을 계통적으로 취급할 수 있는 구체적인 방법을 확립하기 위해서 행한 일연의 연구로서 입사파랑의 방향분석이 없는 2차원 불규칙파에 대한 천수을 행하여 스펙트럼해석법의 적용한계, 스펙트럼에서 추정되어지는 파고, 주기의 결합확률분포, 불규칙파의 천수, 석파변형에 대한 파별분석법의 적용한계 등에 대해서 검토한 것이다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제35권5호
• /
• pp.95-101
• /
• 2023

최근 지속적인 연안개발로 여가활동 장소 확대 및 접근성 증가를 가져왔으나, 그에 따른 안전사고도 증가 하였다. 이러한 사고 요인은 인위적인 유형과 자연적인 유형으로 분류되며, 후자는 파도, 조석, 해무 및 바람 등 동적 요소로 구성된다. 기상청, 국립해양조사원 등 기관들은 이미 동적 요소 정보를 제공하고 있지만, 그 해상도가 낮아 국지적 위험도를 정밀하게 평가하기 어려운 한계를 가지고 있다. 본 연구에서는 이러한 한계를 극복하기 위해 기존 오픈시스템의 동적 정보를 활용하여 높은 해상도의 수치 시뮬레이션을 구축하였고, 이를 통해 국지적인 연안활동 장소의 동적요소를 예측하는 자동화 모듈을 개발하였으며, 특히 모듈 구축 중 핵심인 수치예측 파랑 결과값과 파고 관측값을 비교검토 하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
• /
• 한국항해항만학회 2017년도 추계학술대회
• /
• pp.64-67
• /
• 2017

화물량이나 해상관광객 유입 확대 등 항만수요의 증가에 따른 대응으로 항만을 확장하거나 신규항만을 계획하게 된다. 우리나라 어항의 경우 경관이 수려하고 청정지역으로 분류되어 개발여지가 크다. 이중 감포항의 경우도 해상을 통한 연안 화물의 운송확장과 어항의 기능에서 연안항의 여건을 갖추고 경주와 연계한 해양 관광벨트를 구성하여 친수공간 조성, 송대말 등대 컨텐츠 사업 등 해양관광의 거점으로 도약하기 위한 집중개발을 추진 중에 있어서 종합적인 관점에서 항만확장을 검토할 필요가 있다. 본 연구는 추진 중인 항만확장과 관련하여 남측 및 동측의 항만확장안에 대해 선박의 통항안전 및 계류한계파고에 대한 항만 정온도 여부를 제 3세대 수치파랑 모형인 SWAN모형과 강비선형 Boussinesq 방정식을 적용한 불규칙파 Bouss-2D 모형을 적용하여 모형간 특성을 도출한 후 현재안과 각 대안별로 파랑반응특성을 비교분석하였다. 이에 대한 결과는 각 대안별로 장래 항만확장에 대한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.