• 대한토목학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.595-608
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• 2013

본 연구는 항만 공진 현상을 고려한 계류선박의 동요량 산정방법을 제시하고 공진현상이 선박의 동요에 미치는 영향을 정량적으로 평가한 것이다. 공진 현상의 해석은 타원형완 경사방정식을 채용한 CGWAVE 모형을 사용하였고, 계류선박의 동요 해석은 3차원 Green 함수 모형을 사용하였다. 본 방법은 현지 계류선박의 동요량 계측 결과를 이용하여 타당성을 검증하였고, 포항신항의 최근 파랑 관측 자료와 비교하여 현지 항만의 적용성을 검토하였다. 파랑 관측 기록에서 얻어진 포항신항의 공진주기는 80분, 33분, 23분, 8분 등의 장주기 성분과 항내 슬립에서 발생한 주기 42초, 54초, 60초 등의 외중력파 성분이었으며 공진 해석 모형은 이들 공진주기를 잘 재현하였다. 본 연구에서는 포항신항의 제 8부두에 5,000톤, 10,000톤, 30,000톤의 선박이 계류되었을 때 공진 성분을 포함한 경우와 포함하지 않은 경우의 동요량을 각각 산정하여 공진 현상이 선박 동요에 미치는 영향을 검토하였다. 공진 성분을 포함한 경우는 그렇지 않은 경우에 비하여 12~400 %의 동요량 증가를 보였다. 공진 현상이 동요량에 미치는 영향은 Surge, Heave 동요는 선박이 클 수록, Roll과 Yaw 동요는 반대로 선박이 작을 수록 커짐을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권6B호
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• pp.651-660
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• 2006

외해에 접해 있는 항만은 항내정온도가 항만설계기준에 만족 되도록 설계되었을 지라도 계류선박의 동요 때문에 하역에 지장을 초래하고 가동률이 저하되는 현상이 빈번하게 발생하고 있다. 이것은 항만설계기준이 항내 파고만으로 설정되었기 때문이며, 이와 같은 현상을 방지하기 위해서는 계류선박의 동요를 고려한 새로운 가동률 평가방법이 필요하다. 본 연구는 선박동요해석모형을 이용하여 항내에 계류된 선박의 동요량을 산정하고 하역허용동요량과의 관계로부터 하역허용파고를 산정한 후 항만의 가동률을 평가하는 방법을 제시한 것이다. 여기서는 새로운 가동률 평가 방법을 현지 항만인 온산항에 적용하고 현행 평가 방법과 비교하여 두 방법의 차이를 제시하였다. 새로운 방법에 의한 항만가동률은 ENE와 NE방향에서 현행 항만설계기준에 의한 가동률 결과 보다 1~11% 정도 낮아 지는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 외해에 접해 있는 항만은 설계 단계에서 파고 기준에 의한 항만가동률 평가뿐만 아니라 계류선박의 동요를 고려한 가동률 평가를 병행하여 평면배치 계획을 수립하여야 할 것이다.

• 한국항해항만학회지
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• 제29권8호
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• pp.661-666
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• 2005

최근 거대 지진에 의한 쓰나미 발생 확률이 대단히 높다고 경고하고 있다 특히, 항만내의 선박 운용이라는 관점에서, 쓰나미에 의한 막대한 재산 및 인명 피해가 염려되기 때문에 쓰나미에 의한 계류 선박의 영향을 고려하는 것은 대단히 중요한 일이다. 쓰나미가 발생하면 항만 부근에서 입출항중의 선박은 표류를 시작하게 되며, 계류중인 선박도 계류색이 절단되어 표류에 이를 가능성이 높다. 또한, 좌초 및 안벽 충돌 등에 의한 엄청난 사고가 발생할 가능성이 존재한파. 한편, 쓰나미는 수분 정도의 성분파를 포함하고 있기 때문에 계류 선박의 장주기 운동과 공진할 가능성이 높으며, 쓰나미의 유속은 항내에서 발생하는 조류에 비해 대단히 크기 때문에 른 항력이 선박에 작용할 가능성이 있다. 본 연구에서는 대규모 쓰나미의 내습으로 인한 선박 운동의 관점에서 수치 시뮬레이션 과정을 검토하고, 선박 운동에의 영향 및 계류 하중을 수치실험으로 평가한다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제27권1호
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• pp.14-24
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• 2015

본 연구는 선박의 크기, 계류조건, 파랑의 주기, 파향 등에 의한 계류선박의 동요량을 해석하고 선박의 하역한계파고 산정 및 항만가동율을 평가하는 방법을 제시한 것이다. 본 방법은 포항신항 제8부두의 파랑관측자료를 이용하여 타당성을 검증하였다. 하역중단 시 파랑관측 자료는 파고 0.10~0.75 m, 주기 7~13 s 이었으며, 이때 계류된 선박은 800~35,000톤 이었다. 그리고 본 방법으로부터 산정된 제 8부두의 하역한계파고는 선박 5,000, 10,000, 30,000톤에 대하여 파고 0.19~0.50 m, 주기 8~12 s로 산정되었다. 본 방법의 결과는 연구대상 선박의 크기가 현지 선박의 크기와 정확히 일치하지는 않아서 파고는 관측치와 다소 차이를 보이지만 주기변화에 따라 하역한계파고를 잘 재현하고 있음을 알 수 있었다. 그리고 파향이 75도 인 경우의 본 방법에 의한 하역한계파고는 현행 항만설계 기준에 제시된 한계파고 보다 장단주기 파를 고려하면 16~62% 감소하였고, 단주기 파랑만 고려하면 0~46%감소하였다. 특히 현행 항만설계기준의 하역한계하고는 10,000톤 이하의 선박에 대해서는 과대 평가되었음을 확인할 수 있었다. 한편, 선박의 동요량을 고려하여 산정된 포항신항 제 8부두의 가동율은 설계기준 파고에 의한 가동율 에 비하여 6.5% 감소하였다.

• Selected Papers of The Society of Naval Architects of Korea
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• 제2권1호
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• pp.47-62
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• 1994

Herein the surge-heave-pitch motion of a ship in harbor has been analyzed within the framework of linear potential theory. The ship is assumed to be slender and moored at an arbitrary position in a rectangular harbor with a constant depth. The coast line is assumed to be straight. The ship and harbor responses to incident long waves are represented in terms of Green's function, which is the solution of tole Helmholtz equation satisfying necessary boundary conditions. An integral equation is obtained from matching condition between harbor and ocean solutions, and it is replaced by an equivalent variational form. Numerical results sallow that the ship motion can be highly amplified at the frequencies, where the harbor is resonated by the incident wave. At the resonant frequencies, the added mass for vertical motions becomes negative and the damping forte changes abruptly.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 춘계학술대회 및 창립 30주년 심포지엄(논문집)
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• pp.191-197
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• 2006

최근 지구온난화의 영향으로 지구가 불안정기에 접어들어 지구 규모의 재해가 자주 발생하고 있는 가운데, 어떻게 하면 이러한 재해를 예방하고, 피해를 최소화 할 것인지에 대해 고려해 봐야 할 시점이다. 한편 지진과 같은 재해는 확률론적 관점에서 보면 일정한 주기를 가지고 발생했던 것으로 알려져 있다. 최근 거대지진에 의한 쓰나미의 발생을 경고하고 있는 상황이기 때문에 쓰나미에 의한 계류선박의 영향을 고려하는 것은 대단히 중요한 일이다. 또한, 항내 계류선박의 장주기 동요에 동반하는 하역중지나 계류시설의 손상에 관한 문제가 보고되었다. 이러한 장주기 동요의 주요 발생 원인이 항내 장기주파와 계류선박의 고유주기가 일치하는 공진현상에 의한 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 쓰나미의 내습으로 인한 항만내 계류중인 선박의 거동에 대한 수치 시뮬레이션을 행하여, 쓰나미의 공진현상에 의한 선박운동에의 영향 및 계류하중을 실험적으로 평가한다.

• 한국항해항만학회지
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• 제30권6호
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• pp.433-438
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• 2006

최근 지구온난화의 영향으로 지구가 불안정기에 접어들어 지구적 규모의 재해가 자주 발생하고 있는 가운데, 어떻게 하면 이러한 재해를 예방하고, 피해를 최소화 할 것인지에 대해 고려해 봐야 할 시점이다. 특히 거대지진에 의한 쓰나미의 발생을 경고하고 있는 상황이기 때문에 쓰나미에 의한 계류선박의 영향을 고려하는 것은 대단히 중요한 일이다. 또한 항내 계류선박의 장주기 동요에 동반하는 선체동요로 인하여 하역중지나 계류시설의 손상에 관한 문제가 보고되었다. 이러한 장주기 동요의 주요 발생 원인이 항내 장기주파와 계류선박의 고유주기가 일치하는 공진현상에 의한 것으로, 수조실험을 통해 공진현상의 계류선박에의 동요영향을 파악하였다. 그리고 쓰나미의 내습으로 인한 항만내 계류중인 선박의 거동에 대한 수치 시뮬레이션을 행하여 공진주기파를 고려한 선박운동에의 영향 및 계류하중을 실험적으로 평가한다.

• Ocean Systems Engineering
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• 제9권1호
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• pp.43-77
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• 2019

A local-analytic-based Navier-Stokes solver has been employed in conjunction with a compound ocean structure motion analysis program for time-domain simulation of passing ship effects induced by multiple post-Panamax class ships in the exact condition of a real waterway. The exact seabed bathymetry was reproduced to the utmost precision attainable using the NOAA geophysical database for Virginia Beach, NOAA nautical charts for Hampton Roads and Norfolk harbor, and echo sounding data for the navigation channel and waterfront facilities. A parametric study consists of 112 simulation cases with various combinations of ship lanes, ship speeds, ship heading (inbound or outbound), channel depths, drift angles, and passing ship coupling (in head-on or overtaking encounters) were carried out for two waterfront facilities at NAVSTA Norfolk and Craney Island Fuel Terminal. The present paper provides detailed parametric study results at both locations to investigate the site-specific passing ship effects on the motion responses of ships moored at nearby piers.

• 대한조선학회논문집
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• 제30권1호
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• pp.87-93
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• 1993

본 논문에서는 항만안에 계류된 선박의 비대칭 운동응답(Sway-Yaw)을 취급하였으며, 사각형 모형항만안에 계류된 선박의 운동을 계측하여 항만내 선박의 운동특성을 밝혔다. 해석해는 유체영역을 해양과 항만영역 그러고 선체주위영역으로 나누어 각 영역에서 경계치문제를 독립적으로 푼 다음, 인접한 영역의 해와 정합하여 미지수를 구하는 정합점근전개법을 사용하였다. 계산치와 실험치는 정성적으로 서로 비슷한 경향을 보이고 있으나, 정량적으로 차이가 있음을 확인하였다. 이는 수식전개 과정중에서 고려하지 않은 점성의 영향과 비선형성 그리고 경계벽에서 파의 부분반사에 기인하였으리라 추정된다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제1권1호
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• pp.81-86
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• 1989

본 논문에서는 선형포텐셜 이론을 이용하여 항만에 계류된 선박의 운동해석을 수행하였다. 해양에서 입사되는 장파의 진동수와 항만의 고유진동수가 일치될 때 항만공진이 발생하며, 항만공진은 선박의 운동을 크게 야기시킨다. 해석 방법으로는 정합점근전개법 (Matched Asymptotic Expansion)을 사용하였다. 이 방법을 적용하기 위하여 선박은 세장선으로 가정하였고, 항만입구의 폭이 좁은 직사각형 항만을 계산 모델로 삼았다. 대칭운동(Surge, Heave, Pitch)에 대하여 수치계산을 수행한 결과 항만내의 위치에 따라 야기되는 선박운동모드가 크게 차이남을 밝혔다.