• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제2권1호
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• pp.40-48
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• 1999

해양공학과 관련된 모형실험을 위하여 많이 사용되고 있는 조파수조(2차원수조, 장수조, 사각수조)에 소파장치는 필수적인 장치이다. 본 논문에서는 새로운 개념의 소파장치의 소파성능을 실험을 통하여 살펴보았다. 새로 고안된 소파장치는 소파성능이 우수하고 가볍기 때문에 설치가 용이하다. 또한 넓은 설치공간이 필요치 않아 수조공간 활용에 있어 효과적이며 조파기로부터 발생된 파장에 큰 영향을 받지 않기 때문에 아주 큰 장파만 피한다면 거의 완벽하게 파를 소멸시킬 수 있는 장점을 가지고 있다. 본 소파장치는 일정한 크기의 구멍이 균일하게 배열된 타공판을 입사파의 진행방향과 수평으로 수면밑에 잠기게 설치한 형태로 파가 수평형 타공판을 통과하면서 타공판의 구멍을 통하여 강한 제트 흐름이 형성되면서 파 에너지가 소멸되는 특징을 가지고 있다. 모형실험 결과 수평형 타공판의 소파성능은 타공판의 잠긴 깊이와 판의 전체면적과 뚫린 부분의 면적의 비로 표현되는 공극율에 밀접한 관련이 있으며, 각각의 값은 최대 소파성능을 발휘하는 최적의 값을 가지고 있음을 규명하였다. 수평형 타공판의 앞쪽을 뒤쪽보다 약간 기울게 설치하는 방법도 특정한 주파수 범위내에서는 수평형에 비하여 우수한 소파성능을 보이며, 이때 타공판의 경사각도도 소파장치 성능을 결정하는데 중요한 변수임을 밝혔다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.526-526
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• 2016

고립파는 다른 파들과는 달리 파고만 주어지면 파형이 결정되고 변형 없이 장거리를 전파시켜 처오름높이를 가장 잘 재현할 수 있기 때문에 지진해일의 많은 연구에서 입사파로 사용되어 왔다. 본 연구에서는 한양대학교 수리학 및 해안공학 연구실에서 보유중인 서보-피스톤 타입 조파기로 고립파를 발생시켜 2차원 조파수조 내부에 설치되어있는 동해안 경사모형에서 각 수심 및 상대파고에 따른 고립파의 처오름높이 측정실험을 수행하였다. 다수의 파고계를 이용하여 각 구역에서 수심 및 상대파고에 따른 고립파의 파형을 측정하였고, 경사면에서 처오름높이 분포의 최대와 최소, 평균값을 측정하였다. 측정된 실험결과를 바탕으로 동해안에서의 고립파 처오름높이에 대해서 서술하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제18권5호
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• pp.388-397
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• 2012

본 연구에서는 3차원수치파동수조에 규칙파뿐만 아니라 안정적인 불규칙파가 조파될 수 있는 새로운 조파시스템 3D-NIT(3-Dimensional Numerical Irregular wave Tank)모델을 제안한다. 그의 타당성을 검증하기 위하여 1) 조파지점에서 계산파형과 목표파형을 비교 검토하고, 2) 경사수심역에 설치된 호안구조물을 대상으로 산정된 기존 월파량에 대한 실험치와 비교 검토하며, 3) 연직원주 구조물에 작용하는 파력 및 구조물에 의한 파랑변형의 해석에 적용하여 기존의 수치 및 수리실험결과와 비교한다. 이상의 결과를 기초로 3D-NIT모델을 경사수심역에 설치된 원주구조물에 작용하는 쇄파력의 해석에 적용하여 입사파고, 구조물의 이격거리 등에 따른 작용쇄파력의 특성을 규명하고, 더불어 국내현장의 특수방파제에 적용하여 반사율, 월파량 등을 검토하였다. 그 결과 본 연구에서 제안하는 3D-NIT모델을 이용한 수치실험결과는 기존의 수리모형실험을 잘 재현하고 있음을 확인하였고 복잡한 형상을 갖는 해안구조물의 해석에 적용할 수 있음이 확인되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권5호
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• pp.1887-1895
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• 2013

이 연구에서는 2차원 조파수조에서 수리모형실험을 실시하여 수중터널 모형의 수리학적, 구조적 성능을 고찰하였다. 수심 및 부력 대 자중비를 다양하게 변화시킨 조건에서 파고 및 주기가 서로 다른 규칙파를 조파하여 실험을 수행하였다. 실험 자료의 분석을 통해서 연직방향 및 횡방향 동요가 파고 및 주기에 따라 선형적으로 증가함을 확인하였다. 반면에, 회전 운동의 크기는 파고 및 주기가 설계파 정도로 커지지 않으면 별로 크게 나타나지 않았다. 마찬가지로, 계류장력 및 수중터널에 작용하는 파력도 파고 및 주기에 따라 선형적으로 증가하였다. 수심 및 부력 대 자중비의 변화와 관련해서는, 구조적 거동 및 수중터널에 작용하는 파력의 크기 모두 수심 증가 및 부력 대 자중비 감소에 따라서 전체적으로 감소하는 경향이 나타났다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제3권4호
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• pp.217-222
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• 1991

동해안 방파제의 대표적 단면형태인 투수성 사석방파제에서 cap concrete의 형상의 파랑의 투과 및 쇄파에 미치는 효과를 구명하기 위하여 3가지 형태의 상부구조물에 대하여 항내 전달파고에 관한 모형실험을 2차원 조파수조에서 실시하였다. 실험결과, 제방전면 수심이 크고 입사파 주조가 길수록 항측에 일정간격의 apron을 설치한 유공의 경우 항측에 apron을 설치한 무공의 경우, 그리고 apron이 없는 무공의 경우 순으로 항내전달 파고의 감소효과가 우수한 것으로 나타났다. Apron을 설치한 유공 cap concrete 구조가 우수한 것을 수평방향으로 투과되거나 월파되는 파랑에너지가 상부구조물에 설치된 소산공과 apron에 의해 일부 유실되어 항쪽으로 전달되는 에너지가 감소하기 때문이다.

• 한국해양공학회지
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• 제32권1호
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• pp.9-20
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• 2018

The present study deals with the conceptual design of a motion reduction device for a floating wave-offshore wind hybrid power generation platform. A damping plate attached to the bottom of a column of a large semi-submersible is introduced to reduce the motion of the platform. Performance analyses on various shapes and configurations of damping plates were performed using the potential flow solver, and the appropriate configuration and size of the damping plate were selected based on the numerical results. In order to see the effect of viscous damping, a small scale model test was performed in a 2D wave flume. The performances of five different damping plates were measured and discussed based on the results of free decay tests and regular wave tests.

• 한국해안해양공학회지
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• 제16권2호
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• pp.83-91
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• 2004

수면 위에 고정된 수평막에 의한 파랑제어성능을 선형포텐셜이론을 사용하여 해석하였다. 고유함수 전개법을 적용하기 위하여 유체영역을 수평막이 없는 영역과 있는 영역으로 나누고 두 영역이 만나는 경계면에서 각 영역의 해를 정합 시켜 완전한 해를 구하였다. 본 해석방법은 Cho and Kim(1998)과 같이 경계치문제를 회절과 방사문제로 나누어 풀지 않고 산란문제를 직접 풀어 동일한 해를 구하는 해석방법이다. 개발된 해석모델을 검증하기 위하여 2차원 조파수조(36m${\times}$0.91m${\times}$1.22m)에서 모형실험을 수행하였다. 해석결과와 모형실험결과는 정성적으로 잘 일치하고 있음을 확인하였다. 수평막의 길이와 초기장력 그리고 입사파의 주파수를 바꿔가면서 반사율과 투과율을 살펴보았다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제4권3호
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• pp.156-160
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• 1992

2차원 수조에서 발생된 선단파의 전개를 고찰하였다. 선단파의 전개는 일반적으로 Schrodinger 방정식으로 표현될 수 있다. 특히 반송파(carrier wave)의 기울기가 커서 비선형성이 중요하게 되면 3차 Schrodinger 방정식이 적절한 수학모형이 될 수 있음을 밝혔다. 수치계산은 Crank-Nicolson 알고리즘을 사용하였고 실험치와 비교하였다. 훈치계산으로 선단파의 전개를 잘 예측할 수 있으며 선단파의 신관는 kh＞1.36일 때 가파른 파에서 비선형성에 큰 영향을 받음을 밝혔다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제30권1호
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• pp.1-9
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• 2018

본 연구에서는 투과성 판을 통과하면서 발생하는 에너지 손실효과를 나타내는 비선형 항력 항을 등가 선형화기법으로 선형화시킨 준선형 모델을 제안하였다. 이 모델을 경계요소법(Boundary Element Method)으로 풀어 2차원 조파수조의 투과성 소파장치를 개발에 활용하였다. 투과성 판에서의 항력계수는 수리 모형실험 결과와 비교를 통해 새롭게 구하였다. 공극률 0.1, 잠긴 깊이 d/h = 0.1, 경사각도 $10^{\circ}{\leq}{\theta}{\leq}20^{\circ}$를 갖는 투과성 소파장치가 전반적으로 우수한 소파성능을 보였다. 개발된 준선형 수치모델은 앞으로 다양한 형태의 투과성 소파장치의 최적 설계에 활용될 것이다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권5호
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• pp.287-296
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• 2020

본 연구에서는 2D 조파수조를 통해 수행된 모형시험결과를 기반으로 원형실린더에 분포하는 파랑충격압력을 시간에 따라 계측하고 이를 CFD해석 결과와 비교하였다. 전산유체역학 해석을 통해 파랑충격력에 직접평가법에 관한 효용성을 확인할 수 있었고, 실험으로부터 구한 파랑충격 시계열 데이터를 그대로 원형단면을 갖는 실제 해양구조물의 부재에 적용하였다. 실린더에 분포하는 변위 및 응력의 특성과 특이점이 바뀌는 것을 확인하였고 실제 시계열을 적용하는 것이 해양구조물의 강도평가를 보다 정확하게 평가할 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 선수부에 요구되는 외판의 최소선급규정에 따른 두께 경험식들을 분석하여 적용하고자 하였다. 동일한 재료 물성치를 갖는 강재에 관해 선수외판에 요구되는 구조물의 최소두께와 원형단면 부재에 요구되는 최소두께를 비교·분석하였고 이를 통해 NORSOK standard에 제시되어 있는 구조물의 손상기준을 활용하여 허용 두께치를 추정하고자 하였다. 특히 해양구조물의 갑판충격력(wave in deck)의 경우 이와 관련된 경험식이나 최소두께 요구사항들이 정립되어 있지 않기 때문에 본 연구를 통해 파랑충격력에 따라 요구되는 판재의 최소두께를 제안하고자 하였다.