• 한국해안해양공학회지
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• 제19권5호
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• pp.408-417
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• 2007

최근, 해수욕장으로서의 기능 창출 뿐만 아니라 해안공간의 이용 및 개발에 따른 자연해변의 소실을 대체할 수 있는 인공해변이 건설되고 있다. 그리고, 파랑작용에 의한 매립토사의 유출로부터 인공해변을 보호하기 위한 구조물이 필요하며, 일반적으로 호안이 주로 건설된다. 해저지반 상부에 건설되는 호안의 안정성을 위하여 필히 검토되어야 할 사항 중의 하나가 호안 배후의 지하수위 거동이다. 그러나, 비선형파랑과 지하수위의 거동특성이 인공해변의 토사유출 및 구조물의 안정성에 중요한 요소로 작용함에도 불구하고 이에 대한 연구는 거의 수행되지 않았다. 본 연구에서는 비선형파랑과 호안 및 지하수위로 인한 흐름간의 동적 상호작용을 살펴보기 위하여 정수위와 지하수위와의 차이를 고려할 수 있는 수치파동수로를 개발하였다. 개발된 수치파동수로를 이용하여, 지하수위 변화가 호안 주변 지반내의 수리학적 특성에 미치는 영향을 살펴보았고, 지하수위의 변화에 따른 파동장 및 간극수 흐름, 간극수압 및 와도를 수치적으로 재현하였다. 결과로부터 지하수위의 변화에 따른 호안 주변 지반내의 수리학적 특성들이 어떻게 영향을 받는지 알 수 있었다.

• Korea-Australia Rheology Journal
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• 제19권4호
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• pp.233-242
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• 2007

We performed a numerical investigation to find out the optimal choice of the spatial discretization in the distributed-Lagrangian-multiplier/fictitious-domain (DLM/FD) method for the solid/fluid interaction problem. The elastic solid bar attached on the bottom in a pressure-driven channel flow of a Newtonian fluid was selected as a model problem. Our formulation is based on the scheme of Yu (2005) for the interaction between flexible bodies and fluid. A fixed regular rectangular discretization was applied for the description of solid and fluid domain by using the fictitious domain concept. The hydrodynamic interaction between solid and fluid was treated implicitly by the distributed Lagrangian multiplier method. Considering a simplified problem of the Stokes flow and the linearized elasticity, two numerical factors were investigated to clarify their effects and to find the optimum condition: the distribution of Lagrangian multipliers and the solid/fluid interfacial condition. The robustness of this method was verified through the mesh convergence and a pseudo-time step test. We found that the fluid stress in a fictitious solid domain can be neglected and that the Lagrangian multipliers are better to be applied on the entire solid domain. These results will be used to extend our study to systems of elastic particle in the Stokes flow, and of particles in the viscoelastic fluid.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.319-327
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• 2017

본 연구에서는 콘크리트 석션식 지지구조물을 사용한 해상풍력발전시스템의 지진응답 해석을 수행하여 그 거동 특성을 파악한다. 전체 시스템을 RNA, 타워, 지지구조물로 구성된 구조계와 이에 접하고 있는 유체 및 지반의 부분구조로 분리하여 운동방정식을 유도한다. 구조계에 작용하는 유체의 동수압과 지반의 상호작용력을 산정하고, 이를 구조계의 운동방정식과 결합하여 전체 시스템의 지배방정식을 도출한 후, 이 방정식의 해를 구하여 해상풍력발전시스템의 지진응답을 계산한다. 해석 결과로부터 지반-구조물 상호작용은 콘크리트 석션식 지지구조물에 의해 지지된 해상풍력발전시스템의 지진응답을 크게 증가시킬 수 있음을 확인할 수 있다. 특히, 지반의 유연성으로 인해 시스템의 고차 고유모드 응답이 증가할 수 있으므로, 해상풍력발전시스템의 동적거동 산정 시에는 반드시 지반-구조물 상호작용의 효과를 고려하여야 할 것이다.

• 한국항해항만학회지
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• 제31권8호
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• pp.675-681
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• 2007

다방향 불규칙파 중에서의 인장계류식 해양구조물(TLP)의 구조응답 해석을 수행함으로써 다방향 불규칙파가 구조응답에 미치는 영향을 평가하고 있다. 인장계류식 해양구조물에 작용하는 파강제력과 동유체력은 3차원 특이점분포법을 사용하여 각각의 외각요소에 대해 평가하였다. 3차원 골조요소로 모델링하여 유한요소법에 의해 구조응답을 평가하였으며, 인장계류식 해앙구조물의 각 외각요소간의 유체역학적 상호간섭을 고려하여 구조응답을 해석하였다. 구조응답의 주파수 응답함수와 다방향파의 스펙트럼을 이용하여 다방향 불규칙파에 대한 해양구조물의 구조응답 스펙트럼을 구하여 다방향 불규칙파가 인장계류식 해양구조물의 구조응답에 미치는 영향을 평가하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제30권5호
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• pp.315-320
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• 2006

항내 혹은 협수로와 같은 제한수역에서 근접하여 항해중인 두 선박간의 상호 유체력 및 모멘트가 선박조종운동에 상당히 크게 영향을 준다는 것은 잘 알려져 있다. 두 선박간의 상호간섭력은 종방향 거리, 횡방향 거리 및 두 선박의 속도의 함수로서 가정될 수 있다. 본 연구에서는 근접 항해중인 추월선박과 피 추월선박간의 상호유체력을 계산하고, 두 선박간의 횡방향 및 종방향 거리와 속도, 그리고 타 사용으로 인한 접근상황 및 충돌시간에 대해서 검토, 고찰하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 춘계학술대회 및 창립 30주년 심포지엄(논문집)
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• pp.55-60
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• 2006

항내 혹은 협수로와 같은 제한수역에서 근접하여 항해중인 두 선박간의 상호 유체력 및 모멘트가 선박조종운동에 상당히 크게 영향을 준다는 것은 잘 알려져 있다. 두 선박간의 상호간섭력은 종방향 거리, 횡방향 거리 및 두 선박의 속도의 함수로서 가정 될 수 있다. 본 연구에서는 근접 항해중인 추월선박과 피 추월선박간의 상호유체력을 계산하고, 두 선박간의 횡방향 및 종방향 거리와 속도, 그리고 타사용으로 인한 접근상황 및 충돌시간에 대해서 검토, 고찰하였다.

• Ocean Systems Engineering
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• 제3권4호
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• pp.327-348
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• 2013

An Oscillating Water Column (OWC) is a relatively practical and convenient device that converts wave energy to a usable form, which is electricity. The OWC is kept inside a fixed truncated vertical cylinder, which is a hollow structure with one open end submerged in the water and with an air turbine at the top. This research adopts potential theory and Galerkin methods to solve the fluid motion inside the OWC. Using an air-water interaction model, OWC design for energy extraction from regular wave is also explored. The hydrodynamic coefficients of the scattering and radiation potentials are solved for using the Galerkin approximation. The numerical results for the free surface elevation have been verified by a series of experiments conducted in the University of New Orleans towing tank. The effect of varying geometric parameters on the response amplitude operator (RAO) of the OWC is studied and modification of the equation for evaluating the natural frequency of the OWC is made. Using the model of air-water interaction under certain wave parameters and OWC geometric parameters, a computer program is developed to calculate the energy output from the system.

• 동력기계공학회지
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• 제15권6호
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• pp.27-34
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• 2011

The increasing capabilities of the computers enable us to utilize various numerical schemes for the time-domain simulations concerned with 3-dimensional free-surface wave problems. There are still difficulties to solve such kind of problems, however. That's because long time simulations with large computational domain are needed in time-domain analysis. So, we need faster and more efficient numerical schemes to get the solutions practically for these problems. In this paper, a high-order spectral/boundary-element method is used for the numerical investigation of physics involved in wave-body interaction. This method is one of the most efficient numerical methods by which the nonlinear gravity waves can be simulated and hydrodynamic forces also can be calculated in time-domain. To get the robust study in these topics, various numerical tests are performed and compared with others' works.

• 대한조선학회논문집
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• 제48권4호
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• pp.368-374
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• 2011

Recently, the ship vibration analysis technique has been well set up by using FEM. The methods considering the hydrodynamic added mass and damping of the fluid surrounding a floating ship have been well developed, so that they can be calculated by using the commercial package FEM programs such as MSC/NASTRAN, ADINA and ANSYS. Especially, MSC/NASTRAN has the functions to consider the fluid in tanks(MFLUID) and to solve the Fluid-Structure Interaction(FSI) problem(DMAP). In this study, the global ship vibration with considering the added mass distributed at the grid points on the wetted shell surface is introduced to. In the new method, the velocity potentials of the fluid surrounding a floating ship are calculated by solving the Lapalce equation using the Boundary Element Method(BEM), and the point mass is obtained by integrating the potentials at the points. Then, the global vibration analyses of the ship structure with distributed added mass on the wetted surface are carried out for an oil/chemical tanker. During the future sea trial, the results will be confirmed by measurement.

• Ocean Systems Engineering
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• 제1권1호
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• pp.17-28
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• 2011

The purpose of this paper is to demonstrate the efficacy of modeling a surface effect ship's air-cushion flexible seal utilizing a two-dimensional beam under steady state conditions. This effort is the initial phase of developing a more complex three-dimensional model of the air-seal-water fluid-structure interaction. The beam model incorporates the seal flexural rigidity and mass with large deformations while assuming linear elastic material response. The hydrodynamic pressure is derived utilizing the OpenFOAM computational fluid dynamic (CFD) solver for a given set of steady-state flow condition. The pressure distribution derived by the CFD solver is compared with the pressure required to deform the seal beam model. The air pressure, flow conditions and seal geometry are obtained from experimental analysis. The experimental data was derived from large-scale experimental tests utilizing a test apparatus of a canonical surface effect ship's flexible seal in a towing tank over a variety of test conditions.