• 한국항해항만학회지
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• 제39권5호
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• pp.385-391
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• 2015

In offshore, various external forces such as wind force, tidal current and impulsive breaking wave force act on offshore wind tower. Among these forces, impulsive breaking wave force is especially more powerful than other forces. Therefore, various studies on impulsive breaking wave forces have been carried out, but the soil reaction are incomplete. In this study, the p-y curve is used to calculate the soil reaction acting on the offshore wind tower when an impulsive breaking wave force occurs by typhoon. The calculation of offshore wind tower against impulsive breaking wave force is applied for the multi-layered soil. The results obtained in this study show that although the same wave height is applied, the soil reaction generated by impulsive breaking wave force is greater than the soil reaction generated by wave force.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2014년도 춘계학술대회
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• pp.253-254
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• 2014

In offshore, various external forces such as wind force, wave force and impulsive breaking wave force act on offshore structures. Many researches about this forces are published. Kim and Cao(2008) published researche on wave force of vertical cylinder. Kim and Go(2013) performed research on the subgrade reaction by external forces. Among this forces, impulsive breaking force is more massive than other forces, especially. Therefore, the studies about impulsive breaking wave forces have been carried out. Chun and Shim(1999) analyzed dynamic behavior of cylindrical pile subjected to impulsive breaking wave force. In this study, when the impulsive breaking wave force acts on the offshore wind turbine, the subgrade reaction acting on the mono-pile of the offshore wind turbine is calculated by p-y curve. The calculation is carried out to the multi-layered.

• 한국해양공학회지
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• 제16권6호
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• pp.7-17
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• 2002

Recently, artificial rocks, instead of buoys, have been placed on the submerged breakwater to indicate its location. The accurate estimation of wave forces on these rocks is deemed necessary for their stability design. Characteristics of the wave force, however, are expected . to be very complicated because of the occurrence of breaking or post-breaking waves. In this regard, wave forces exerted on an artificial rock have been investigated in this paper. The maximum wave force has been found to strongly dependent on the location and shape of the artificial rock that is placed on the submerged breakwater. The plunging breaker occurs near the loading cram edge of a submerged breakwater, which cause impulsive breaking wave force on the rock. Using the Morison equation, with the velocity and acceleration at the front face of the artificial rock and varying water surface level, it is possible to estimate wave forces, even impulsive breaking wave forces, that are acting on the rock installed on a submerged breakwater. The vertical wave force is also found to depend, significantly, on the buoyant force.

• Journal of Theoretical and Applied Mechanics
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• 제2권1호
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• pp.1-14
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• 1996

In this paper, breaking waves are generated in a 2-D wave tank and simulated by using a higher-order boundary element method. A piston-type wavemaker is operated by signals composed of elementary waves. The phase of elementary waves is determined by the linear theory such that they are focused to a prescribed position. Calculated plunging waves coincide well with experiment. A steel box with different plate thicknesses is installed at a predetermined position in the tank. Measured impulsive pressures due to breaking waves are found to be 0.8-1.2$\rho$C2, where $\rho$ corresponds to water density and C to wave celerity. The transverse displacement of the plate is described in terms of modal eigenfunctions. The natural frequencies measured by impact tests in air for thin plate coincide with the computational and theoretical values. The radiationpotential due to plate vibration is derived and the radiation force is expressed in terms of hydroelastic added mass and damping forces. Comparison of natural frequencies of plate in water proves that hydroelastic added mass and damping are properly considered. The measured strain due to regular waves supports the calculated one, but there are apparent discrepancies between theory and experiment in the impulsive case.

• 한국해안해양공학회지
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• 제11권2호
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• pp.87-94
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• 1999

圓形斷面 部材를 갖는 해안 및 해양구조물의 설계에서 波力은 주로 正弦波의 입사를 가정한 모리슨식을 적용하여 산출하는 것이 상례이나. 구조물에 대하여 강한 卷波性 碎波가 작용할 경우에는 모리슨식에 의한 계산치보다 훨씬 큰 衝擊碎波力이 발생한다. 그러나, 충격쇄파력은 그 작용시간이 매우 짧기 때문에 구조물 설계로의 반영 여부 및 규모를 결정하기 위해서는 충격쇄파력 작용에 대한 구조물 전체의 動的擧動을 검토하여야 한다. 본 연구는 충격쇄파력의 작용에 의한 단일 연직파일의 동적변위를 해석하기 위한 수치해석기법을 수리하였으며, 파일의 제원을 달리하는 여러 예제해석을 통하여 파일의 정적변위와 동적 변위를 비교하였다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제9권4호
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• pp.404-417
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• 2017

The present study numerically analyzed the dynamic behavior of 3D framed structures subject to impulsive slamming forces by violent breaking waves. The structures were modeled using multiple lumped masses for the vertical projections of each member, and the slamming forces from the breaking waves were concentrated on these lumped masses. A numerical algorithm was developed to properly incorporate the slamming forces into a dynamic analysis to numerically determine the structural responses. Then, the validity of the numerical analysis was verified using the results of an existing hydraulic experiment. The numerical and experimental results for various model structures were generally in good agreement. The uncertainties concerning the properties of the breaking waves used in the verification are also discussed here.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제32권3호
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• pp.180-201
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• 2020

유한길이의 혼성방파제 선단에서 발생되는 회절파의 영향으로 방파제 길이를 따라 중복파고가 변동하고, 이로 인하여 케이슨에 작용하는 파압이 공간적으로 변동하며, 또한 케이슨의 활동거리가 상이한 사행피해가 발생한다는 것은 잘 알려져 있다. 제체에 작용파력의 공간적인 변동은 2차원적인 실험이나 수치해석으로서는 접근될 수 없는 문제이다. 본 연구는 olaFlow 모델을 적용하여 고천단의 사석마운드 상에 놓인 케이슨의 선단 주변에서 회절파의 발생과 배후역으로의 영향 및 제체에 작용하는 충격쇄파압을 포함한 파압의 공간적인 변동 등을 2차원 및 3차원수치기법으로 접근한다. 또한, 수치해석에서는 혼성방파제 주변에서 평균파고, 평균수평유속 및 평균난류운동에너지의 변동특성을 면밀히 분석·검토한다. 이로부터 동일한 입사파랑에 대해 케이슨에 작용하는 파압분포가 방파제의 길이에 따라 크게 변동하며, 2차원수치해석에서는 발생되지 않았든 충격쇄파압이 3차원수치해석에서는 발생되는 경우가 나타나고, 충격쇄파압의 발생 시 경우에 따라 기존의 설계조건보다 매우 큰 파압이 정수면 근방의 케이슨 전면 벽체에 작용되는 등의 중요한 결과를 확인할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권4B호
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• pp.413-420
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• 2006

연안역에 설치되는 구조물로서 경관이나 해수 교환면에서 높은 기능을 가지고 있는 수중방파제의 건설이 증가하고 있다. 수중방파제의 경우, 천단이 정수면 아래에 위치하기 때문에 소형선박의 항해에 대한 표식으로서 일반적으로 부이가 많이 이용되고 있으나, 경관면 뿐만 아니라 쇄파파력에 의한 계류시스템의 파단과 같은 문제점이 지적되고 있다. 이로 인해, 최근에는 계류부이방식 대신에 자연에 가까운 경관을 창조할 수 있는 표식암을 이용하는 경우가 늘고 있으며, 이러한 표식암에 작용하는 파력의 정확한 예측은 설계 시 매우 중요하다. 본 연구에서는 불규칙 파동장을 대상으로 표식암에 작용하는 파력특성을 수리모형실험에 근거하여 검토하였다. 무차원 파력은 수중방파제상의 표식암 설치위치가 연안측으로 이동함에 따라 감소하는 경향을 보였다. 또한, Morison식을 이용하여 얻어진 항력계수와 관성력계수의 변동특성이 K.C.수의 변화와 연관되어 논의되었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제32권6호
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• pp.531-552
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• 2020

선행연구에서는 3차원규칙파에 대해 olaFlow 수치모델을 적용하여 혼성방파제의 선단 주변에서 파랑특성 및 케이슨에 작용하는 파압특성을 검토하였다. 본 연구에서는 동일한 수치모델과 혼성방파제의 배치 및 형상을 적용하여 일방향불규칙파의 작용 하에 고천단의 마운드 상에 놓인 케이슨의 선단 주변에서 회절파의 발생과 배후역으로의 영향 및 케이슨에 작용하는 충격쇄파압을 포함한 파압의 공간적인 변동 등을 2차원 및 3차원적으로 검토한다. 또한, 수치해석으로부터 혼성방파제 주변에서 주파수스펙트럼, 평균유의파고, 평균수평유속 및 평균난류운동에너지의 변동특성도 면밀히 분석·검토한다. 이로부터 2차원수치해석에서는 발생되지 않았던 충격쇄파압이 3차원수치해석에서는 발생되는 경우가 나타나고, 충격쇄파압의 발생 시 경우에 따라 기존의 설계조건보다 매우 큰 파압이 정수면 근방의 케이슨의 전면 벽체에 작용되는 등의 중요한 결과를 얻을 수 있었다. 또한, 동일한 입사유의파랑에 대해 케이슨에 작용하는 파압분포가 방파제의 길이에 따라 변동하는 것을 확인할 수 있었으며, 이러한 변동은 크기에서 차이를 나타내지만, 3차원규칙파에 대한 선행연구의 경우와 유사한 특성을 갖는다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 추계학술대회 논문집(제1권)
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• pp.205-210
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• 2006

해양구조물 설계시 급격한 파랑에 의한 충격력은 구조물 안전을 위한 중요한 설계인자이다. 이러한 충격력은 과도한 하중이 극히 짧은 시간 사이에 발생하는 현상으로 실험적 또는 수치해석적으로 해석하기 매우 어려운 문제이다. 본 연구에서는 급격한 파랑에 의한 충격력을 해석하기 위하여 수치파수조를 이용하여 N.S. 방정식에 기반한 수치해석을 수행하였다. 임의파를 선형중첩에 기반하여 조파기를 작동시켜 재현하였고 다블록격자하에서 수직실린더에 작용하는 충격력을 수치해석하였다. 한편 자유표면은 V.O.F. 및 local height function을 이용하여 추적하였다. 수치해석 검증을 위하여 수치해석 및 실험 결과와 비교를 수행하였는데 비교적 만족할 수 있는 결과를 확인하였으나 해양구조물 설계시 유용한 결과를 얻기 위해서는 쇄파와 같은 극한파 재현과 극한파에 의한 충격력에 대한 많은 연구가 지속되어야 함을 알 수 있었다.