• Ocean Systems Engineering
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• 제2권4호
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• pp.297-314
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• 2012

Power-take-off through inner dynamic system inside a floating buoy is suggested. The power take-off system is characterized by mass, stiffness, and damping and generates power through the relative heave motion between the buoy and inner mass (magnet or amateur). A systematic hydrodynamic theory is developed for the suggested WEC and the developed theory is illustrated by a case study. A vertical truncated cylinder is selected as a buoy and the optimal condition of the inner dynamic system for maximum PTO (power take off) through double resonance for the given wave condition is systematically investigated. Through the case study, it is seen that the maximum power can actually be obtained at the optimal spring and damper condition, as predicted by the developed WEC theory. However, the band-width of high performance region is not necessarily the greatest at the optimal (maximum-power-take-off) condition, so it has to be taken into consideration in the actual design of the WEC.

• 수산해양기술연구
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• 제40권4호
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• pp.360-366
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• 2004

침하식 가두리 시설의 안정성 평가를 위한 기초 단계로서 일방향 규칙파 중 2점 계류된 원통형 부체를 대상으로 부설 수심의 변화에 따른 부체의 동적 거동 및 계류삭에 작용하는 장력 산정에 관한 수치 계산을 수행하였다. 수치 계산 결과, 수면 상에 설치된 부체를 수면 아래의 약 1/2되는 수층까지 침하 시킨 경우 그것은 동적 거동과 파력은 초기 상태에 비해 각각 최대 50%와 77%까지 감소되어 시설물을 수중으로 침하 시키면 그것의 안정성 유지에 매우 효과적임을 확인할 수 있었다. 또한 부체의 전 후단 변위 및 계류삭에 작용하는 장력의 최대치는 부체의 고유 주기의 영향으로 인해 그것은 길이 d 에 대한 파장 ${\lambda}$의 비 즉, d/${\lambda}$가 약 0.66에서 나타났으며, 이와 같은 현상은 기존 수리 모형실험 결과와 비교적 잘 일치하였다. 그러나 본 수치 계산의 신뢰성 확인을 위해서는 수리 모형실험을 통해 부체의 고유 주기와 작용 파고에 대한 전 후단 변위 등에 대한 충분한 검토가 요구된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.585-594
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• 2013

공진형 파동에너지 추출시스템은 권혁민 등(2010)에 의해 최초로 제안되었다. 본 시스템은 계류장치와 직렬발전기 그리고 발전기를 가진하는 부이로 구성되어 있으며 직렬발전기의 운동자는 부이의 수직운동에 의해 내부 진동하는 시스템이다. 하지만, 우리나라와 같이 파랑에너지가 비교적 적은 지역에서는 가진체인 부이의 수직운동 크기를 증폭시킬 필요가 있다. 본 연구는 발전기를 탑재한 부이가 공진할 수 있도록 제원을 조절하고 이의 증폭효과를 실험적으로 확인하였다. 모형부이는 공진주기 1.96 sec에 해당하는 흘수를 확보하도록 제원을 조절하였다. 부이공진 실험은 최대수심 6.0 m, 폭 8 m, 길이 110 m인 대형수조에서 규칙파 및 불규칙파에 대하여 수행되었다. 실험파는 평상파의 파형경사에 해당하는 약 0.01에 상응하도록 파를 선택하였다. 부이의 수직변위 관측시계열 자료는 규칙파의 진폭증폭율과 불규칙파의 스펙트럼 면적비에 대하여 분석하였다. 분석결과, 규칙파실험은 모형 전력생산부이의 공진주기 1.96 sec에서 최대 진폭증폭율 5.66을 얻었으며 불규칙파의 경우는 첨두주기가 1.96 sec보다 약간 짧은 1.85 sec에서 최대 스펙트럼면적비 20.73을 얻었다. 본 실험성과로부터 부이의 공진설계가 전력생산의 증대에 유효하며 우리나라와 같이 비교적 파랑에너지가 적은 지역에서 상업적 전력생산을 위하여 필수불가결함을 알았다.

• 한국CDE학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.227-235
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• 2011

Ship handling simulator should have capabilities of calculating ship motions (heave, pitch, and roll) at given sea state and displaying the calculated motions through a real-time 3D visualization system. Motion solver of a ship handling simulator generally calculates those motions in addition to position for an own ship, a main simulation target, but provides only position information for traffic ships. Therefore, it is required to simulate real-time traffic ship and buoy motions coupled with ocean waves in a ship handling simulator for the realistic visualization. In the paper, the authors propose a simple dynamics model by which ship and buoy motions are calculated with the input data of wave height and discuss a method for the implementation of a ship and buoy motions calculation module.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제4권4호
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• pp.437-446
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• 2012

An ocean buoy energy farm is considered for Green energy generation and delivery to small towns along the Korean coast. The present study presents that the floating buoy-type energy farm appears to be sufficiently feasible for trapping more energy compared to affixed cylinder duck array. It is also seen from the numerical results that the resonated waves between spaced buoys are further trapped by floating buoy motion.Our numerical study is analyzed by a plane-wave approximation, in which evanescent mode effects are included in a modified mild-slope equation based on the scattering characteristics for a single buoy.

• 한국항해항만학회지
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• 제32권9호
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• pp.705-709
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• 2008

In the sea various methods have been conducted to capture wave energy which include the use of pendulums, pneumatic devices, etc. Floating devices, such as a cavity resonance device take advantages of both the water motion and the wave induced motions of the floating body itself. The wave energy converter is known commercially as the WAGB(Wave Activated Generator Buoy) and is used in some commercially available buoys to power navigation aids such as lights and horns. This wave energy converter consists of a circular flotation body which contains a vertical water column that has free communication with the sea. A theoretical analysis of this power generated by a pneumatic type wave energy converter is performed and the results obtained from the analysis are used for a real wave energy converter buoy. This paper is shown to have an optimum value for which maximum power is obtained at a given resonant wave period Also, the length of the internal water column corresponds to that of the water mass in the water column. If designed properly, wave energy converter can take advantage not only of the cavity resonance, but also qf the heaving motion of the buoy. Finally, simulation is performed with a LabVIEW program and the simulation results are applied to a wave energy simulator for modifying design data for a wave energy converter.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제7권3호
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• pp.559-579
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• 2015

An experimental study of the effect of mooring systems on the dynamics of a SPAR buoy-type floating offshore wind turbine is presented. The effects of the Center of Gravity (COG), mooring line spring constant, and fairlead location on the turbine's motion in response to regular waves are investigated. Experimental results show that for a typical mooring system of a SPAR buoy-type Floating Offshore Wind Turbine (FOWT), the effect of mooring systems on the dynamics of the turbine can be considered negligible. However, the pitch decreases notably as the COG increases. The COG and spring constant of the mooring line have a negligible effect on the fairlead displacement. Numerical simulation and sensitivity analysis show that the wind turbine motion and its sensitivity to changes in the mooring system and COG are very large near resonant frequencies. The test results can be used to validate numerical simulation tools for FOWTs.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제9권1호
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• pp.25-34
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• 2017

The concentric dual-buoy Wave Energy Converter (WEC), which consists of external buoy (hallow-cylinder) with toroidal appendage and cylindrical internal buoy within the moon-pool is suggested in this research and its performance in various wave conditions is studied. The Linear Electric Generator (LEG), consisting of a permanent magnet and coils, is used as a direct Power Take-Off (PTO) system. To maximize the electrical energy extracted from the PTO system, the relative heave motions between the dual buoys must be highly amplified by the multiple resonance phenomena of dual-buoy and internal-fluid motions. The high-performance range can be widened by distributing those natural frequencies with respect to the peak frequency of the wave spectrum. The performance of the newly developed dual-buoy WEC was measured throughout the systematic 1:5.95-model test in regular and irregular waves conducted in a wave tank at Seoul National University. The model-test results are also validated by an independently developed numerical method.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2011년도 후기공동학술대회 논문집
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• pp.75-75
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• 2011

This paper has been studied that ocean wave vibration power generator is composed of buoy and vibration generator to make effective use of ocean wave energy. We designed buoy to can occur resonance for dominant frequency with ocean wave. And then we fitted the natural frequency of vibration system with vibration power generator to buoy's natural frequency. And we can show that the amplitude of ocean wave up and down motion is decreased, on the other hand, the displacement of vibration system with vibration power generator is increased. Therefore, ocean wave vibration power generator which is proposed in this paper has merits not only securing its stability from surroundings but also producing more electronic power by using ocean wave energy.

• 한국해양학회지
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• 제30권1호
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• pp.27-38
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• 1995

GPS 측위 방법과 무선 주파수를 응용하여는 연안에서의 해류구조 및 변화에 대한 지속적이고 동시성의 자료를 실시간으로 관측할 수 있는 해류 관측 연구 분야에 적합 한 새로운 장비를 개발하고자 하였다. 본 연구에서는 GPS 위성으로부터 수신한 위치 자료를 재 전송하는 송신 장치(이동 물체: Buoy)와 육상 또는 선박에서 수신하는 수신 기(Receiving system) 및 이를 분석하고 추적하며 처리하는 소프트웨어의 3가지 중요 개발이 이루어 졌다. 특히 시스템 중에서 송신용 및 수신용의 RF Modem은 기존의 유선 방식의 Modem과 달리 무선에서 의 응용으로 해양 자료전송 기술 발전을 가져왔고, 부 표(이동물체)의 위치 추적 소프트웨어는 국내에서 실제로 처음으로 성공한 경우라 할 수 있다. 본 시스템을 기존의 상품화된 표층해류 관측부표(예: 아고스 부표)에 비하여 운용비 및 제작 단가가 저렴하며 실시간 자료 획득이 가능하며 해류관측 뿐만 아니라 각종 해양과 육상에서도 응용이 가능하다.