• Title/Summary/Keyword: 해양공학수조

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Two-Dimensional Wave Flume with Water Circulating System for Controlling Water Level (수위 조절 회류시스템을 갖춘 2차원 조파수조)

  • Oh, Sang-Ho;Lee, Dal Soo
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.30 no.6
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    • pp.337-342
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    • 2018
  • Wave flume that enables generating water waves is a core research facility for physical experiment related to coastal engineering works. Recently, a new wave flume of 50 m length was constructed in Korea. The wave flume has a sloped section on its bottom. A novel wave generating system incorporating most-updated wave maker theory was introduced to the flume. In addition, water circulating system for adjusting water level was installed beneath the flume. These technical features and detailed specifications of the wave flume are described in this paper.

On nonlinear fluid-structure-soil interaction (유체-구조물-지반 비선형 상호작용에 관한 고찰)

  • Lee, Woo-Dong;Hur, Dong-Soo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2020.06a
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    • pp.86-86
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    • 2020
  • 수리구조물에 관한 기존 연구들은 대부분 기능성과 안정성 측면에서 본체에 작용하는 유체력에 대한 안정성에 주안점을 두고 있다. 수리구조물 상·하류의 수위차에 기인한 기초지반내의 흐름 및 간극수압 변화는 하천 구조물의 안정성을 연구하는데 매우 중요하다. 해양에서는 파랑하중에 의한 과잉간극수압이 액상화를 발생시켜 해안구조물의 안정에 큰 영향을 미치는 것으로 보고되며, 이에 관련 연구들이 활발하게 진행되고 있다. 반면, 하천구조물 주변 지반의 흐름 및 간극수압 뿐 아니라, 액상화에 관한 연구는 아직 미진한 실정이다. 본 연구에서는 수리구조물 주변의 유동 및 와동 현상 뿐 아니라, 수위차에 따른 지반 내부 유동장과 간극수압에 관한 특성을 분석하기 위해 유체-구조물-지반 비선형 상호작용을 고려할 수 있는 수치수조를 새롭게 제안하였다. 그리고 제안하는 수치수조의 타당성 및 유효성을 검증하기 위해 기존 실험값과 비교·검토를 수행하였고, 그 결과는 거의 유사한 경향을 나타내었다. 또한 이 수치수조에 다양한 입사조건(상·하류 수위차)에 적용하여 유체-구조물-지반의 비선형동적상호간섭 해석을 수행하였다. 최종적으로 수치수조에서 측정한 구조물 주변의 유동, 와동, 수위로부터 수리특성을 논의하였다. 게다가 지반내의 흐름과 간극수압을 측정하여 상·하류 수위차가 수리구조물의 안정성에 미치는 영향을 분석할 수 있었다.

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Design of Tidal Basin Using Automatically Controlled Manifold System (분기관의 자동제어를 통한 조석수조의 설계)

  • 전인식;오영민;이달수
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.6 no.4
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    • pp.327-334
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    • 1994
  • The manifold designates a pipe system discharging or absorbing water through multiple holes installed along the finite length of the pipe. The proper design of the manifold requires the pre-analysis of the hydraulic characteristics such as system head and flow rate. head loss and hole discharges, etc. On the contrary to the general pipe systems. the head loss along the pipe is hardly quantified in an explicit way since it is complicately varied by the size and arrangement of the holes. In the present study, both energy and continuity equations are employed to analyze the hydraulic characteristics, constituting nonlinear simultaneous equations which are solved by Newton method. In addition, a hydraulic experiment utilizing the manifold system equipped with an automatically controlled valve is performed to reproduce model tide. The result shows that the manifold system can be effectively used in a tidal basin where water flow should be maintained uniformly over the basin width.

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On numerical analysis for tsunami run-up on slope beach (경사 해빈에서 지진해일 처오름에 관한 수치적 고찰)

  • Lee, Woo-Dong;Kim, Taeyoon;Hwang, Taegeon;Ko, Chanhyun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2022.05a
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    • pp.83-83
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    • 2022
  • 여러 분야의 연구자들이 지진해일의 위험에 대한 경각심을 가지고, 지진해일의 발생, 전파 그리고 수리현상을 해석하기 위해 많은 노력을 기울이고 있다. 해안지역에서 직접적인 피해를 입히는 지진해일의 충격파, 처오름, 월파, 침수 등에 관한 연구에 유사한 파형 특성을 가진 고립파를 많이 사용한다. 고립파는 비선형성과 분산이 균형을 이루는 가정에서 Korteweg-de Vries(KdV) 방정식을 만족하는 안정적인 이론파이다. 고립파의 파형분포는 수심에 의해 결정되고, 일정 수심 이상에서는 지진해일을 대신해 사용할 수 있다. 그러나 수심이 낮은 천해에서는 주기와 파장이 비현실적으로 짧아짐으로 지진해일을 대신하기에는 무리가 있다. 본 연구에서는 지진해일의 처오름 특성을 분석하기 위한 1:20 불투과성 경사면이 포함된 수치파동수조를 구성한다. 먼저, 일본 NOWPHAS(Nationwide Ocean Wave information network for Ports and HArbourS)의 관측자료를 이용하여 2011 동일본 지진해일과 고립파의 파형분포를 비교한다. 그리고 다양한 파형의 지진해일 생성할 수 있게 개발된 조파방법을 수치파동수조에 도입하여 수치해석을 수행한다. 수치해석결과, 지진해일의 처오름 높이가 고립파에 비해 최대 1.8배, 최소 1.13배, 평균 1.56배 증가한다.

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Numerical Wave Tank Technology for Multipurpose Simulation in Marine Environmental Engineering (해양환경공학의 다목적 시뮬레이션을 위한 수치파랑수조 기술)

  • 박종천
    • Journal of Ocean Engineering and Technology
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    • v.17 no.4
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    • pp.1-7
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    • 2003
  • A virtual reality technology for multipurpose numerical simulation is developed to reproduce and investigate a variety of ocean environmental problems in a 3D Numerical Wave Tank(NWT). The governing equations for solving incompressible fluid motion are Navier-Stokes equation and continuity equation. The Marker-Density function technique is adopted to implement the fully nonlinear freesurface kinematic condition. The marine environmental situations, i.e., waves, currents, etc., are reproduced by use of multi-segmented wavemakers on the basis of the so-called ″snake-principle″. In this paper, some numerical reproduction techniques for regular, and irregular waves, multi-directional waves, Bull's-eye wave. wave-current, and solitary wave are presented, and a model test in motion with large amplitude of roll angle is conducted in the developed 3D-NWT, using a overlaid grid system.

Hydrodynamic Evaluation Method for Developing the Inflatable Kayak (인플래터블 카약 개발을 위한 유체역학적 성능평가 기법)

  • Ki, Jae-Seok;Hah, Chong-Ku;Jang, Ho-Yun
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • v.36 no.5
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    • pp.627-634
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    • 2012
  • This study includes results of basin test for hydrodynamic performance evaluation with a developed inflatable kayak. Inclining experiment and turning trial experiment of the developed inflatable kayak and an abroad product were carried out in the Ocean engineering Basin. Resistance test was carried out by using downscale model in the circulating water channel. Through method of following performance evaluation, advantage and disadvantage of the developed inflatable kayak were compared with those of the abroad product.

Experimental Study on Source Level Estimation Techniques of Underwater Sound Source in Reverberant Water Tank (잔향수조 내 수중음원의 음원레벨 추정기법에 관한 실험연구)

  • Kim, Kookhyun
    • Journal of Ocean Engineering and Technology
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    • v.33 no.4
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    • pp.358-363
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    • 2019
  • The acoustic power is used as a primary index characterizing underwater sound sources and could be defined by its source level. The source level has been assessed using various experimental techniques such as the reverberation time method and reverberant tank plot method. While the reverberation time method requires reverberation time data extracted in a preliminary experiment in a reverberant water tank, the reverberant tank plot method only needs acoustic pressure data directly obtained at the reverberation water tank. In this research, these experimental techniques were studied in comparative experiments to estimate the source levels of underwater sources in a reverberant water tank. This paper summarizes the basic theories and procedures of these experimental techniques and presents the experimental results for an underwater source in a long cuboid water tank using each technique, along with a discussion.

A development of the dynamic positioning(DP) system and model testing for performance estimation on katamaran type unmanned surface vehicle(USV) at open sea (무인쌍동선의 실해역 DP 성능평가를 위한 시스템 및 모형시험 검증 기법 개발)

  • Hyung-Do Song;Seok-Kyu Cho;Nam-Sun Son
    • Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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    • 2022.11a
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    • pp.188-188
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    • 2022
  • 선박의 운용 효율을 높일 수 있는 방법인 무인 운용체계는 근래에 많은 관심을 받고 연구되어 왔다. 특히 무인수상선과 무인수중체의(USV-AUV)의 복합 운용 분야는 그 동안 어려움이 있었던 심해저 탐사 및 특수 임무 활용에 용이하여 많은 연구가 수행되고 있다. 본 연구에서는 쌍동선 형태인 무인수상선이 모선이 되고 무인수중체가 결합하여 충전하고 다시 진수하여 원거리 및 심해저 조건에서 무인수중체가 운용 가능하도록 하는 시스템의 일부인 USV-AUV의 docking을 위한 DP 시스템을 개발하고 선박해양플랜트연구소 해양공학수조에서 모형시험을 통해 이를 검증하였다. 또한, 실제 제작된 무인쌍동선과 추진 시스템을 활용하여 모형시험을 통해 검증한 DP 알고리즘을 적용하여 화성 제부도 앞바다에서 실선 DP 테스트를 수행하였다. 실 해역에서의 DP 시스템 테스트는 정확한 환경 조건의 계측 및 구현이 어려워 모형시험과 같은 정량적인 평가는 어렵지만, 정성적으로 DP 시스템이 작동하는 것을 확인할 수 있었다.

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Development of Meta Model of Transfer Function for Wavemaker of Deep Ocean Engineering Basin (심해공학수조 조파기 전달함수 근사 모델 개발)

  • Seunghoon, Oh;Eun-Soo, Kim;Sungjun, Jung
    • Journal of Navigation and Port Research
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    • v.46 no.6
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    • pp.471-482
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    • 2022
  • This study aims to investigate the characteristics of wave generation in a deep ocean engineering basin and to develop a meta-model of the transfer function of the wavemaker that reflects the geometric characteristics of the deep ocean engineering basin. To this end, the two-dimensional frequency domain boundary element method was applied to achieve an efficient analysis that reflects the geometric characteristics of the deep ocean engineering basin. The developed numerical method was validated through comparison with the analytical solution. Numerical analyses were conducted for the boundary value problem of the wavemaker according to various periods and the positions of the movable bottom. The numerical results were used to investigate the effect of the geometric characteristics of the deep ocean engineering basin on the transfer function of the wavemaker, and the effect of depth on wave generation was checked by changing the position of the movable bottom. To efficiently utilize the various results of the boundary element method, a meta-model, an approximate model of the transfer function of the wave maker, was developed using a thin plate spline interpolation model. The validity of the developed meta-model was confirmed through a comparison of the results of the model tests.