• 한국해양공학회지
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• 제23권1호
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• pp.81-88
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• 2009

An evaluation of the structural integrity of an oceanographic buoy subjected to extreme loads was carried out in this study. Load components, such as the current, waves, and wind load, which were required for the sea's environmental conditions, were calculated precisely. A non linear finite element analysis was conducted to elucidate the structural response of the buoy under extreme environmental conditions. Based on the surface drift velocity scheme, a dynamic impact analysis was also carried out for the case of collision accidents. The proposed numerical technique would be a useful and cost effective tool for design scheme evaluation in the field of oceanographic buoys.

• 한국환경과학회지
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• 제2권3호
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• pp.235-243
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• 1993

Extreme environments and freak wave characteristics in the coastal waters of Korean Peninsula are analyzed using the observed wave data. Freak wave has been intensely emphasized as an important environmental force parameter in several recent research works. However, the mechanism and occurrence probability of freak wave are not clarified. The aims of this study we: to summarize the distribution of extreme environment for wind waves, and to find occurrence probability of freak wave in the coastal waters of Korean Peninsula. These extreme sea conditions are discussed by applying extreme value analysis method, and the statistic characteristics are summarized which can be used to the design and analysis of coastal structures. The mechanism and the occurrence probability of freak wave are also discussed in detail using wave parameters in considered with wave deformation in the coastal waters. Key Words : extreme wave, freak wave, extreme analysis, design wave, probability density.

• Ocean Systems Engineering
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• 제13권3호
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• pp.225-245
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• 2023

In the present paper, a numerical and experimental analysis for a wave energy converter under extreme environmental conditions is carried out. After the definition of design waves, including a 100-year return period stochastic sea state and a deterministic rogue wave condition, a numerical analysis using potential theory and a RANS equations solver are compared with experiments carried out at the Seakeeping Basin at the Technical University of Berlin. Results are discussed with special emphasis on the limits of potential theory methods for the evaluation of extreme wave conditions and the use of the presented methodology for early design stages.

• 대기
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• 제24권3호
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• pp.343-364
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• 2014

This study presents local and synoptic conditions associated with extreme heavy snowfall events in the Yeongdong region, as well as the temporal and spatial variability of these conditions. During the last 12 years (2001~2012), 3 extreme snowfall events occurred in the Yeongdong region, which recorded daily snowfall greater than 50 cm, respectively. In these events, one of the noticeable features is the occurrence of heavy hourly snowfall greater than 10 cm. It was reported from satellite analysis that these heavy snowfall may be closely related to mesoscale convective clouds. In this paper the 3 extreme events are examined on their synoptic environments associated with the developments of mesoscale convective system using numerical model output. These 3 events all occurred in strongly forced synoptic environments where 500 and 300 hPa troughs and 500 hPa thermal troughs were evident. From the analysis of diagnostic variables, it was found in all 3 events that absolute vorticity and cold air advection were dominant in the Yeongdong region and its surrounding sea at upper levels, especially at around 500 hPa (absolute vorticity: $20{\sim}60{\times}10^{-5}s^{-1}$, cold air advection: $-10{\sim}-20^{\circ}C$ $12hr^{-1}$). Moreover, the spatial distributions of cold advection showed mostly the shape of a narrow band along the eastern coast of Korea. These features of absolute vorticity and cold advection at 500 hPa were sustained for about 10 hours before the occurrence of maximum hourly snowfall.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제26권1호
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• pp.16-24
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• 2014

극치해상 풍속 산정을 위해서는 장기 관측자료가 반드시 필요하다. 그러나, 해상에서의 장기 관측 자료를 확보하기란 거의 불가능하다. 따라서 해상 바람 조건을 분석하기 위해 태풍 모의 기법이 널리 이용되어 진다. 본 연구에서는 Holland(1980) model을 이용하여 1978년부터 2012년까지(35년간) 한반도 서해안 지역에 영향을 미친 총 74개 태풍에 대해서 태풍 모의를 하였다. 그 결과, BOLAVEN(1215)에 의한 HeMOSU-1의 100 m 고도 최대풍속은 49.02 m/s로서 35년간 가장 영향을 크게 미친 태풍으로 나타났다. 한편, 모의 결과는 서해안 지역에 설치 된 HeMOSU-1의 관측치(MUIFA, BOLAVEN, SANBA)와 비교하였다. 그리고 재현주기별 극치 풍속을 예측하기 위해 한반도 서해안 4개 지점(HeMOSU-1, 군산, 목포, 제주)의 35개 연 최대 풍속 자료에 Gumbel 분포형을 적용하였다. HeMOSU-1 지점의 해상 100 m 높이에서의 50년 빈도 설계풍속 값은 50 m/s, 100년 빈도 설계풍속 값은 54.92 m/s로 나타났으며, BOLAVEN 풍속이 50년 빈도 풍속에 해당되었다.

• 대기
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• 제23권1호
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• pp.73-83
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• 2013

In recent several years, East Asia, Europe and North America have suffered successive cold winters and a number of historical records on the extreme weathers are replaced with new record-breaking cold events. As a possible explanation, several studies suggested that cryospheric conditions of Northern Hemisphere (NH), i.e. Arctic sea-ice and snow cover over northern part of major continents, are changing significantly and now play an active role for modulating midlatitude atmospheric circulation patterns that could bring cold winters for some regions in midlatitude. In this study, a dynamical seasonal prediction system for NH winter is newly developed using the snow depth initialization technique and statistically predicted sea-ice boundary condition. Since the snow depth shows largest variability in October, entire period of October has been utilized as a training period for the land surface initialization and model land surface during the period is continuously forced by the observed daily atmospheric conditions and snow depths. A simple persistent anomaly decaying toward an averaged sea-ice condition has been used for the statistical prediction of sea-ice boundary conditions. The constructed dynamical prediction system has been tested for winter 2012/13 starting at November 1 using 16 different initial conditions and the results are discussed. Implications and a future direction for further development are also described.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.53-63
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• 2020

본 연구에서는 2차원 흐름 해석 모형인 Hydro_AS-2D 모형을 이용하여 해수면 상승과 극한 홍수 발생 시 창원시 성산구 및 의창구 일대의 침수피해 상황을 모의하고, 그 결과를 3차원 지형 상에 표출한 후 BIM 기술을 이용하여 최적 대피경로를 도출하였다. 기후변화는 홍수재해 측면에서 크게 두 가지 요소에 영향을 미치는데 해수면 상승과 극한 강우사상의 증가이다. 해수면 상승은 그 자체만으로 연안지역에 해수가 범람하여 침수현상을 유발하는 영향을 미칠 수 있을 뿐 아니라 하천의 기점 홍수위를 상승시켜 하천 전체에 걸쳐 홍수위 상승을 유발한다. 본 연구에서는 기후변화에 의한 해수위 상승과 태풍에 의한 폭풍해일에 의한 해수위 상승, 그리고 태풍에 의한 극한 강우사상을 모의조건으로 설정하였다. 창원시의 지형공간정보와 하천정비기본계획의 하천횡단 정보를 이용하여 유역전체의 3차원 공간정보로 구성하고 이를 수치모형화 하였다. 연구대상지역은 BIM 기술을 이용하여 3차원 지형정보 상에 건물의 층고, 대피소 위치 등의 정보를 가지고 있는 3차원 도시정보모델로 구축하였으며, 수치모의 결과를 이 모델 상에 표출하고 대피계획을 위한 분석에 사용하였다. 침수발생 시 대피경로는 시간에 따른 침수 범위의 변화에 따라 대피소로의 경로를 설정하는 알고리즘에 의해 결정되며, 설정된 경로는 직관적인 3차원 공간정보 상에 표출되어 사용자에게 제공된다.

• 한국미생물학회:학술대회논문집
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• 한국미생물학회 2007년도 International Meeting of the Microbiological Society of Korea
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• pp.83-85
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• 2007

Deep-sea bacteria are adapted to extreme environments, such as high pressures and cold temperatures. We have isolated many piezophiles which grow well even under high pressures from deep-sea sediment. Shewanella violacea DSS12 and Moritella japonica DSK1 have the ability to grow at up to 70 MPa, and those bacteria have unique mechanisms of gene expression in response to high pressure conditions. The combination of gene expression systems in piezophiles, like the high pressure-dependent promoters and GFP reporter gene, may reveal highly fluorescent cells when exposed to high hydrostatic pressure conditions. It is predicted that a novel bio-sensing system can be made to probe high pressure environments using living bacteria. First, gene transformation into our piezophiles, strains DSS12 and DSK1, were examined. Eschericha coli S17-1 was used for bacterial conjugation with those piezophiles. As a result, the broad host range vector, pKT231, and the shuttle vector, pTH10, were successfully introduced to DSS12 and DSK1, respectively. Next, The pressure regulated promoters from DSS12 and DSK1 were cloned into proper vectors and combined with GFP as a reporter gene downstream of each promoter. The transformants of DSK1 and DSS12 with the recombinant pTH10 and pKT231 plasmid, which has cadA and glnA promoters (each of them is a pressure regulated promoter from DSK1 and DSS12, respectively) and GFP, were grown under high pressure and gene expression of GFP promoted by 50 MPa pressure was confirmed. This is a critical point to create a pressure-sensing bacteria, as the "High Pressure Glow Cells", which will indicate the level of environmental pressure using fluorescence of GFP as a reporter gene.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권2호
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• pp.248-253
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• 2023

대다수의 부유식 해양플랜트는 위치 유지의 방법으로서 체인 계류 시스템을 사용하나, 그 설계 변경 과정은 논문으로 찾아보기 힘들다. 본 연구는 FLBT를 대상 해양플랜트로 선정하여 계류 초기설계안과 모형시험을 수치해석으로 분석하고, 변경된 설계조건에 따라 새로운 계류 설계안을 제시하였다. 주된 환경 방향에 따라 계류선 묶음(bundle)의 주 방향을 조절하는 것이 계류 설계하중 감소에 크게 유효했다. 터렛 계류된 해양플랜트라도 횡파에 노출되며, 횡파 중 운동 때문에 높은 계류 인장력이 발생했다. 일치된 환경 방향 조건은 설계조건이 될 수 없으며, 바람, 파도, 조류의 각 환경 방향이 복잡한 조건에서 설계 계류 하중이 발생했다. 횡요 운동이 계류 인장력에 미치는 영향이 큼으로 적절한 횡요 감쇠 계수를 계류해석에 적용하는 것이 중요하다.

• 대한지리학회지
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• 제50권1호
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• pp.1-21
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• 2015

본 연구에서는 지난 40년 동안(1973~2012)의 우리나라 기상청 산하 61개 지점 일기온 자료와 NCEP/NCAR 재분석 자료를 바탕으로 우리나라 지역별 겨울철 극한저온현상 발생 시 동아시아 영역의 종관 기후 패턴의 특징을 밝히고자 하였다. 일최고기온과 일최저기온 하위 10 퍼센타일 기준으로 정의된 겨울철 극한저온현상은 주로 겨울철 전반기(12월 초순~1월 중순)에 2~7일 간격으로 우리나라 전역 또는 주요 산맥 기준 동서지역으로 구분되어 발생함을 알 수 있다. 해수면기압과 바람벡터 등의 지상 종관 자료 합성장 분석에 따르면 총 13개로 구분되는 우리나라 겨울철 극한저온현상 발생 공간 패턴은 산맥뿐만 아니라 시베리아 고기압과 알류샨 저기압의 상대적인 확장 범위와 강도와 밀접한 관련성이 있음을 알 수 있다. 대류권 중층(500 hPa) 종관기후도 분석에 따르면, 블러킹 형태의 저기압이 상층 찬 공기를 고위도 지역에서 한반도로 이류시킬 때 우리나라에 겨울철 극한저온현상이 발생하기에 적합한 조건이 형성됨을 알 수 있다. 이러한 결과들은 지역규모 이상의 동아시아 겨울철 극한저온현상 예보를 향상시키기 위해 시베리아 고기압, 알류샨 저기압, 상층 블러킹 등의 종관 기후 요소를 모니터링하는 것이 중요함을 가리킨다.