• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.180-190
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• 2018

파랑 중 횡 방향으로 운동하는 투과성 진자판을 파랑에너지를 차단과 추출을 동시에 하는 복합 시스템으로 활용하는 기초 연구를 수행하였다. Porter and Evans(1995)가 제안한 Galerkin 방법을 사용하여 투과성 진자판에 대한 회절과 방사 문제를 풀어 반사율과 투과율, 운동변위, 그리고 추출파워를 구하였다. Galerkin 방법은 고유함수전개법 보다 수렴성이 좋기 때문에 짧은 계산시간에도 불구하고 정확한 해를 주었다. 투과성 진자판이 불투과성 진자판 보다 파랑에너지 추출과 차단 측면에서 모두 효과적이라고 말할 수는 없지만 파랑 하중을 줄일 수 있고 해수 교환이 가능하다는 장점은 지니고 있다.

• 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.

• Advances in Computational Design
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• 제4권3호
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• pp.307-326
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• 2019

A low computational cost semi-analytical method is developed, based on eigenfunction expansion, to study the vibration of rectangular plates subjected to a series of moving sprung masses, representing a bridge deck under multiple vehicle or train moving loads. The dynamic effects of the suspension system are taken into account by using flexible connections between the moving masses and the base structure. The accuracy of the proposed method in predicting the dynamic response of a rectangular plate subjected to a series of moving sprung masses is demonstrated compared to the conventional rigid moving mass models. It is shown that the proposed method can considerably improve the computational efficiency of the conventional methods by eliminating a large number of time-varying components in the coupled Ordinary Differential Equations (ODEs) matrices. The dynamic behaviour of the system is then investigated by performing a comprehensive parametric study on the Dynamic Amplification Factor (DAF) of the moving loads using different design parameters. The results indicate that ignoring the flexibility of the suspension system in both moving force and moving mass models may lead to substantially underestimated DAF predictions and therefore unsafe design solutions. This highlights the significance of taking into account the stiffness of the suspension system for accurate estimation of the plate maximum dynamic response in practical applications.

• 천문학회보
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• 제44권1호
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• pp.48.4-48.4
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• 2019

Small-scale shear flows are ubiquitous in the universe, and astrophysical plasmas are often magnetized. We study the thermal condensation instability in magnetized plasmas with shear flows in relation to filamentary structure formation in cool structures in the universe, representatively solar prominences and supernova remnants. A linear stability analysis is extensively performed in the framework of magnetohydrodynamics (MHD) with radiative cooling, plasma heating and anisotropic thermal conduction to find the eigenfrequencies and eigenfunctions for the unstable modes. For a shear velocity less than the Alfven velocity of the background plasma, the eigenvalue with the maximum growth rate is found to correspond to a thermal condensation mode, for which the density and temperature variations are anti-phased (of opposite signs). Only when the shear velocity in the k-direction is near zero, the eigenfunctions for the condensation mode are of smooth sinusoidal forms. Otherwise each eigenfunction for density and temperature is singular and of a discrete form like delta functions. Our results indicate that any non-uniform velocity field with a magnitude larger than a millionth of the Alfven velocity can generate discrete eigenfunctions of the condensation mode. We therefore suggest that condensation at discrete layers or threads should be quite a natural and universal process whenever a thermal instability arises in magnetized plasmas.

• 한국해양공학회지
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• 제33권2호
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• pp.106-115
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• 2019

The interaction between a sloshing liquid damper (SLD) tank and a rectangular pontoon was investigated under the assumption of the linear potential theory. The eigenfunction expansion method was used not only for the sloshing problem in the SLD tank but also for analyzing the motion responses of a rectangular pontoon in waves. If the frictional damping due to the viscosity of the SLD tank was ignored, the effect of the SLD appeared to be an added mass in the coupled equation of motion. The installation of the SLD tank had a greater effect on the roll motion response than the sway and heave motion of the pontoon. One resonance peak for rolling motion showed up in the case of a frozen liquid in the SLD tank. However, if liquid motion in the SLD tank was allowed, two peaks appeared around the first natural frequency of the fluid in the SLD tank. In particular, the peak value located in the low-frequency region had a relatively large value, and the peak frequency located in the high-frequency region moved into the high-frequency region as the depth of the liquid in the tank increased.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제83권6호
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• pp.757-770
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• 2022

In this paper, the vibration of a moderately thick plate to a moving mass is investigated. Pasternak foundation with a variable subgrade modulus is considered to tackle the shortcomings of Winkler model, and an analytical-numerical solution is proposed based on the eigenfunction expansion method. Parametric studies by using both CPT (Classical Plate Theory) and FSDT (First-Order Shear Deformation Plate Theory) are carried out, and, the differences between them are also highlighted. The obtained results reveal that utilizing FSDT without considering the rotary inertia leads to a smaller deflection in comparison with CPT pertaining to a thin plate, while it demonstrates a greater response for plates of higher thicknesses. Moreover, it is shown that CPT is unable to properly capture the variation of the plate thickness, thereby diminishing the accuracy as the thickness increases. The outcomes also indicate that the presence of a foundation contributes more to the dynamic response of thin plates in comparison to moderately thick plates. Furthermore, the findings suggest that the performance of the moving force approach for a moderately thick plate, in contrast to a thin plate, appears to be acceptable and it even provides a much better estimation in the presence of a foundation.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권4B호
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• pp.377-384
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• 2009

다중 계단으로 근사한 사주지형 위를 지나는 선형 파랑전파에 대한 고유함수 전개법에서 크기가 큰 행렬을 풀 때 계산시간을 상당히 단축하기 위하여 분할행렬법을 사용하여 반사율을 계산하였다. 본 모형에 10개의 억류파를 사용하여 현재까지 가장 정밀한 수치해를 구하였고 구한 반사율의 거동은 몇 경우에서 기존 결과와 다름을 보였다. 크기가 큰 행렬을 풀 때 본 분할행렬법의 계산시간과 기억용량은 여전히 커서 효율적인 방법에 대한 개발이 요구된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권4호
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• pp.335-341
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• 2015

본 연구에서는 채널 벽면에 돌출물이 일정 간격으로 부착되어 있는 마이크로채널을 통과하는 2차원 스톡스 유동을 이론적으로 고찰한다. 상하 벽면에 부착된 돌출물들은 모두 반원 형상이고 서로 동일한 위상에 위치한다. 채널 내 유동의 주기성과 대칭성을 고려한 고유함수 전개법과 오차의 최소제곱법을 사용하여 유동장을 해석하여 유동함수 및 압력분포를 구하였다. 돌출물의 반경과 간격의 몇 가지 값들에 대하여 유동장 내의 유선 및 압력분포도를 보이고, 경계벽면에서의 전단응력 분포 등을 도시하였다. 또한, 돌출물의 반경과 돌출물 사이의 간격 변화에 따른 마이크로채널 내 평균 압력강하율의 변화를 계산하여 그림으로 나타내었다. 특히 상하 돌출물 사이의 틈새가 매우 작은 경우, 그 계산결과는 윤활이론의 결과와 아주 잘 일치함을 확인하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제12권3호
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• pp.116-129
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• 2000

자유수면 아래 일정한 초기장력이 작용한 원형 박막이 수평으로 놓여있을 때 3차원 선형 유탄성 이론을 적용하여 파와 구조물의 상호작용문제를 고찰하였다. 속도포텐셜을 회절포텐셜과 방사포텐셜로 분리하여 각각의 경계치 문제를 푼다. 유체영열을 3개의 영역으로 나누어 각 영역에서 회절포텐셜과 방사포텐셜을 Bessel 함수의 전개식으로 표현하고 부족한 경계조건으로 생기는 미지수는 인접한 영역이 만나는 정합면에서 속도와 압력이 같다는 정합조건식을 적용하여 구해진다. 원형막의 크기와 잠긴 깊이 그리고 추기장력이 변함에 따라 원형 유연막 주위의 파의 형태가 달라짐을 볼 수 있었다. 즉, 적절히 설계된 몰수형 원형 유연막은 파 에너지를 집중시키는데 활용될 수 있다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.429-438
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• 2008

본 연구는 방파제의 법선이 일직선상이 아닌 우각부를 갖는 방파제의 전면 그리고 우각부 부근에서 다방향불규칙파의 파고를 예측하는 것이다. 본 연구에서는 경계적분방정식을 이용하여 도제 전면에서의 파고분포에 관한 수치계산을 실시하고, 얻어진 결과를 합전 등(合田 等)(1971)이 제시한 고유함수의 엄밀해와 근사해, 그리고 기존의 다른 수치해에 의해 얻어진 결과와 비교한다. 또한, 우각부 방파제에 의한 불규칙파의 파고분포의 결과를 기존의 해석해의 결과와 비교 검증한다. 이러한 비교 검증 결과를 토대로 하여, 우각부 제체각과 입사방향을 다양하게 설정하여 우각부 방파제 전면에서의 파고분포를 제시하였고, 현재 건설 중인 우각부 방파제의 전면에서 파고 예측을 실시한다. 모든 경우에 대하여 훌륭한 일치를 나타내고 있으며, 본 연구는 다양한 형태의 우각부(혹은 직선상) 방파제에 의한 불규칙파랑의 파고분포의 평가를 위하여 유효하게 사용될 수 있다.