• 제목/요약/키워드: Buoy structure

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Resonance and Response of the Submerged Dual Buoy/Porous-Membrane Breakwaters in Oblique Seas

  • Kee, S.T.
    • 한국해양공학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.22-32
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    • 2001
  • The numerical investigation of obliquely incident wave interactions with fully submerged dual buoy/porous-membrane floating breakwaters placed in parallel with spacing is studied based on linear potential theory and Darcy's law. The numerical solutions are obtained by using a discrete-membrane dynamic model and second-kind modified Bessel function distribution over the entire boundaries of fluid regions. First, numerical solutions for an idealized dual submerged system without buoys are obtained. Second, a more practical dual submerged system with membrane tension provided by buoys at its tops is investigated by the multi-domain boundary element method particularly devised for dual buoy/porous-membrane problems with gaps. The velocity potentials of wave motion are coupled with porous-membrane deformation, and solved simultaneously since the boundary condition on porous-membrane is not known in advance. The effects of varying permeability on membranes and wave characteristics are discussed for the optimum design parameters of systems previously studied. The inclusion of permeability on membrane eliminates the resonances that aggravate the breakwater performance. The system is highly efficient when waves generated by the buoys and membranes were mutually canceled and its energy at resonance frequency dissipates through fine pores on membranes.

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근사기법을 활용한 공진형 파력발전 부이의 발전량 추정 및 최적설계 (Power Estimation and Optimum Design of a Buoy for the Resonant Type Wave Energy Converter Using Approximation Scheme)

  • 고혁준;유원선;조일형
    • 한국해양공학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.85-92
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    • 2013
  • This paper deals with the resonant type of a WEC (wave energy converter) and the determination method of its geometric parameters which were obtained to construct the robust and optimal structure, respectively. In detail, the optimization problem is formulated with the constraints composed of the response surfaces which stand for the resonance period(heave, pitch) and the meta center height of the buoy. Use of a signal-to-noise ratio calculated from normalized multi-objective results with the weight factor can help to select the robust design level. In order to get the sample data set, the motion responses of the power buoy were analyzed using the BEM (boundary element method)-based commercial code. Also, the optimization result is compared with a robust design for a feasibility study. Finally, the power efficiency of the WEC with the optimum design variables is estimated as the captured wave ratio resulting from absorbed power which mainly related to PTO (power take off) damping. It could be said that the resultant of the WEC design is the economical optimal design which satisfy the given constraints.

해상 IoT 기술 기반 어구 부이 통합 관리시스템 개발 및 검증 (Development and Verification of a Fishing Gear Monitoring System based on Marine IoT Technology)

  • 남경태;이영근;김남수;임대섭
    • 한국항해항만학회지
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    • 제45권4호
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    • pp.181-185
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    • 2021
  • 본 연구에서는 어구의 정상 또는 유실 등의 상태 여부를 판단하기 위한 어구정보를 IoT 기반의 통신망을 이용하여 수신하고 분석하여, 어구의 현재 상태를 관리할 수 있고, 어구에 이상 상태 발생 시 이를 확인하고, 신속한 어구 회수 등의 관리를 수행할 수 있도록 지원하는 어구 부이 관리시스템을 개발하는 것에 관한 내용을 다룬다. IoT 기반의 통신망을 사용한 어구 관리 체계 및 통합 관리 구조 설계를 수행하였으며 이를 이용한 어구 부이 통합 관리 시스템을 개발하여 이에 대한 시스템 시험 및 검증을 수행하여 실효성을 확인하였다.

조위변화에 따른 오탁방지막 계류라인의 거동 (Behavior of Mooring Line of Silt Protector According to the Change of Sea Level)

  • 홍남식;김정윤
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.232-239
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    • 2002
  • 본 논문에서는 조위변화에 따른 오탁방지막 계류라인의 거동을 조사하였다. 거동분석으로부터 안전율을 고려하여 팽팽하게 적정케이블의 길이를 정하면 수심이 하강하더라도 긴장측 케이블은 거의 일정한 장력을 유지하는 것을 알 수 있었다 그러나, 이완케이블의 기능은 상실되어 구조체 전체의 불안정성을 초래할 수도 있는 것을 알 수 있었다. 또한, 초기 직선긴장각이 계류거동에 미치는 영향을 조사해봄으로써 케이블 장력, 수중부상길이 케이블길이(재료량과 관계 있음)및 부체변위 등을 복합 고려하면서 계류 해석하여야만 적정한 설계를 할 필요가 있을 것으로 보였으며, 막체의 부착물로 인한 케이블의 장력은 줄어들어 재료손상은 일으키지 않으나 저면 앵글, Total scope 및 부체변위에 영향을 미쳐 구조물 전체의 불안정성을 초래할 수 있다는 것도 알 수 있었다.

2016년 동아시아 해역의 MOHID 지역 해양 순환 모델 검증 (The Validation of MOHID Regional Ocean Circulation Model around the East Asian Seas in 2016)

  • 이재호;임병준;김도연;박상훈;장유순
    • 한국지구과학회지
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    • 제39권5호
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    • pp.436-457
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    • 2018
  • 본 연구에서는 3차원 순환 모델인 MOHID (MOdelo $HIDrodin{\hat{a}}mico$) 모델을 적용하여 한반도를 포함한 동아시아 해역의 2016년 해황 변동을 재현하였다. 재현 결과는 객관 분석장(EN4, ARMOR3D, AVISO, SIO 자료)과 현장 관측 자료(정선 해양 자료, 부이 자료)를 사용하여 검증하였다. 검증 결과 MOHID로 재현된 수온, 해면 고도 편차, 표층 유속 및 혼합 층 깊이 등의 전반적인 해황 구조가 동아시아 해역의 객관 분석 자료들과 유사하게 나타났다. 특히 연안의 부이 자료와 비교하였을 때, 표층 수온 및 해면 고도 편차의 상관 계수는 모두 0.8 이상이며, 표준화된 표준편차는 0.85-1.15의 값을 보였다. 그러나 여름철 동해의 수온 약층의 구조 및 황해와 남해의 강한 성층 현상 재현에 관한 추가적인 개선이 필요할 것으로 분석되었다.

수중안전을 위한 인체 위치추적 모니터링 장치 구현 (Implementation of Human Positioning Monitoring Device for Underwater Safety)

  • 윤종화;윤달환
    • 전기전자학회논문지
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    • 제27권3호
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    • pp.225-233
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    • 2023
  • 본 논문은 해양사고 시 인체 인양정보를 모니터링하는 시스템을 구현한다. 모니터링 시스템은 수중환경 정보를 송신하는 인양기구제어기를 통하여 초음파 통신을 수행하며, 수상에서는 관제센터 또는 모선까지 10 km내 GPS 정보를 제공하기 위해 LoRa 통신을 수행한다. 수중 인양제어기는 공압 센서, 자이로 센서 및 온도센서 정보를 전송한다. 수중조건은 수심 10m 마다 수압 1기압씩 높아지고, 기구의 공기양은 육상에 비해서 1/2씩 줄어드는 환경에서 60 kg 수중 마네킹을 모델을 사용한다. 인양기구 SMB(Surface Marker Buoy)에 38g의 CO2 카트리지 1개를 사용하여 10 sec 이내에 수면 상승 조건을 기반으로 인양기구 출수 시험을 한다. 수중 통신은 수심 40m에서 100m까지 2,400bps 초음파 센서를 이용하여 데이터 전송환경을 구성한다. 모니터링 신호는 수심, 수온, 방향각 등을 수면 위의 구조요원에게 제공함으로써 인양작업자의 안전과 안전한 인체 구조를 목표로 한다.

Helical fin을 가진 Spar Platform의 상하동요에 관한 연구 (A study on heave motion of Spar Platform with the Helical fin)

  • 박노식;정창민
    • 한국해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해양공학회 2006년 창립20주년기념 정기학술대회 및 국제워크샵
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    • pp.245-248
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    • 2006
  • The development of offshore structures have been increased spectacularly, especially in oil rig structures. This study concerns with the effects of heave motion of spar platform that attached the helical fin. There are three models, namely, cylinder, cylinder-truss and cylinder-cell with different geometrical dimensions are examined. Finally, the interaction between structure and fluid is closely considered. As the results, it can be seen that the existence of helical fin does not influence on surging but it affects a little on heaving of spar platform.

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파랑상태에 있는 실린더 구조물 주위의 PIV유동 해석 (PIV Analysis on the Flows around a Cylinder under Rolling Wave)

  • 조효제;도덕희;이언주
    • 한국가시화정보학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.51-58
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    • 2011
  • The purpose of the study is to provide a foundation in predicting a maximum wave force when the ocean structure is laid out under breaking wave. Experiments were conducted with a down-scaled cylindrical model installed in a wave generating water channel. Maximum wave slopes were changed in regular wave condition by the wave breaker in the water channel. Cylinder's diameters were changed to 0.1m and 0.05m, respectively. Using the PIV results qualitative analyses were performed based upon the previous knowledge.

위성추적부이를 이용한 동중국해 상층 수온구조 관측 (Thermal Structure of the East China Sea Upper Layer Observed by a Satellite Tracked Drifter Experiment)

  • 이석;이흥재;조철호;송규민;이재학
    • Ocean and Polar Research
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    • 제30권3호
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    • pp.361-372
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    • 2008
  • A satellite tracked drifter experiment was conducted to observe thermal structure and surface circulation in the northeastern East China Sea. For this experiment, four ADOS buoys, assembled with surface float and thermister chain, were deployed on August 2007 in southern Jeju-do, where the Kuroshio Branch Current is separated from the main stream. Thermal structure in the upper layer of the northeastern East China Sea was successfully observed during the following $1{\sim}3$ months. Strong thermo-haline front in a northeast-southwest direction was observed. In the frontal zone, warm and saline Kuroshio origin water intermixes with fresher coastal water and flows toward the Korean Strait. Typhoon Nari, which passed over the East China Sea 20 days after commencement of study, caused distinct signals in the thermal structure and trajectory of buoys. During the typhoon, surface temperature abruptly dropped to about $4^{\circ}C$, while the thermocline formed at $30{\sim}50$ m depth vanished due to strong vertical mixing. Internal inertial oscillation occurred several days after the typhoon. The fortuitous occurrence of typhoon Nari showed that ADOS buoys can provide useful and accurate air-sea interaction data during typhoons.

인공위성관측 해수면온도와 현장관측 수온의 비교를 통해 본 해양 피층-표층 수온의 차이 (Oceanic Skin-Bulk Temperature Difference through the Comparison of Satellite-Observed Sea Surface Temperature and In-Situ Measurements)

  • 박경애
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.273-287
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    • 2008
  • 1994년부터 2003년까지 임의로 선택한 달들에 대하여 NOAA/AVHRR 인공위성 자료와 해양 현장수온 관측 자료사이에서 획득된 845개의 일치점 자료를 활용하여 북동아시아 해역에서 해양 피층-표층 해수면온도 차이의 특성을 분석하였다. 해양상층 수 m내에서의 해수면온도의 일간 변화를 이해하기 위하여 일치점 데이터베이스는 낮과 밤, 표층 뜰개-선박 관측에 따라서 모두 네 가지 부류로 분류하였다. 주간표층 뜰개에 의한 수온 자료는 인공위성 해수면온도와 $0.56^{\circ}C$의 가장 작은 제곱평균오차를 보여서 위성관측 수온과 가장 잘 일치하였다. 주간 선박관측에 의한 CTD 수온 자료는 $1.12^{\circ}C$의 큰 제곱평균오차를 보여서 네 부류 중에서 가장 좋지 않은 정확도를 보였다. 위성 해수면온도와 현장 관측 해수면온도의 차이는 그 외에도 대기의 수증기 함량 효과, 연안으로부터 거리의 영향 등 다양한 요인에 의해 발생하였다. 그 중에서 가장 주목할 만한 오차는 수 m 이내 수온의 수직적 구조의 일간 변화에서 발생하였으며, 이는 표층 부이는 20 cm 정도, 선박 관측기기는 수 m현장에서 서로 다른 깊이의 수온을 관측하기 때문에 발생한 것으로 판단된다. 본 연구는 그동안 광범위하게 사용되어온 위성 SST는 어떤 경우에는 ${\pm}3^{\circ}C$의 큰 오차를 만들 수 있으므로 국지적 해양에서 해양 피층-표층 해수면온도 차이와 수온의 수직적 구조에 대한 보다 깊은 이해가 뒷받침되어야 하며, 이를 바탕으로 위성 SST를 사용자의 목적에 맞추어 주의 깊게 사용되어야 함을 제시한다.