• 한국철도학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.397-401
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• 2014

신개념의 해상 교통 인프라인 부유식 해중철도의 합리적인 설계를 위해서는 파랑 중에 해중철도 구조체에 가해지는 유체력을 추정하여야 한다. 간편하지만 정확도 높은 유체력 추정을 위해 유체동력학 이론을 이용한 계산식을 제안하고, 수조에서 상사 모형에 대해 실험을 수행하여 비교 평가하였다. Morison식과 선형 미소진폭 파이론을 이용하여 계산된 관성력과 항력은 모형 실험 결과를 통해 계측된 유체력과 양호한 일치를 얻었다. 해중철도 구조체에 작용하는 항력은 관성력에 비해 무시할 만한 수준이었고, 파력은 파수에 따라 큰 변동을 보이지 않으나 파고에는 선형적으로 비례함을 알 수 있었다. 선형 파이론과 Morison식은 해중철도 설계 시에 간편하고 유용하게 활용될 수 있음을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제7권3호
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• pp.223-228
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• 1987

본 논문에서는 Tension Leg Platform(TLP)에 작용하는 파랑하중을 간단한 Morison 방정식을 이용하여 효율적으로 산정할 수 있는 방법에 대해서 연구하였다. 본 방법에서는 MacCamy-Fuchs 산란파이론에 기초를 둔 파동력 감소계수를 도입하여 파의 산란효과를 근사적으로 고려하였으며, Morison 방정식 상에서는 무시되는 연직기둥의 바닥에 작용하는 수직력을 이 면에서의 동압력과 수직방향의 부가질량에 관련된 관성력으로 산정하여 고려하였다. 수치해석은 1000 ft 수심에 위치한 가상적인 구조물에 $0^{\circ}$ 및 $45^{\circ}$로 입사하는 파에 대하여 전술한 방법 및 이론적으로 보다 정확한 산란파이론에 의한 방법을 사용하여 수행하였으며, TLP 운동 및 tether의 상단 인장력의 전달함수(RAO)를 구하여 비교 검토하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제28권6호
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• pp.508-516
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• 2014

A numerical method to investigate the non-linear motion characteristics of a TLP is established. A time domain simulation that includes the memory effect using the convolution integral is used to consider the transient effect of TLP motion. The hydrodynamic coefficients and wave force are calculated using a potential flow model based on the HOBEM(higher order boundary element method). The viscous drag force acting on the platform and tendons is also considered by using Morison’s drag. The results of the present numerical method are compared with experimental data. The focus is the nonlinear effect due to the viscous drag force on the TLP motion. The ringing, springing, and drift motion are due to the drag force based on Morison's formula.

• 해양환경안전학회지
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• 제24권5호
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• pp.537-544
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• 2018

본 연구에서는 해수 중 유체력에 의한 인공어초의 활동 및 전도를 평가하기 위한 간편하고 효율적인 사용자 중심의 전산 프로그램(SCAR program)을 개발하였다. 개발된 전산 프로그램은 인공어초의 안정성 평가 공식인 모리슨(Morison) 식을 기반으로 델파이(Delphi) 코드 및 그래픽 사용자 인터페이스(GUI, Graphic User Interface) 방식을 적용하였다. 개발된 SCAR 프로그램은 학부 및 대학원 과정, 실제 현장 전문가들의 수산구조물(인공어초 또는 수중구조물 등) 설계 및 안정성 평가에 널리 적용 가능할 것으로 판단된다.

• Coupled systems mechanics
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• 제1권3호
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• pp.247-268
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• 2012

A finite element model is developed for dynamic response prediction of floating offshore wind turbine systems considering coupling of wind turbine, floater and mooring system. The model employs Morison's equation with Srinivasan's model for hydrodynamic force and a non-hydrostatic model for restoring force. It is observed that for estimation of restoring force of a small floater, simple hydrostatic model underestimates the heave response after the resonance peak, while non-hydrostatic model shows good agreement with experiment. The developed model is used to discuss influence of heave plates and modeling of mooring system on floater response. Heave plates are found to influence heave response by shifting the resonance peak to longer period, while response after resonance is unaffected. The applicability of simplified linear modeling of mooring system is investigated using nonlinear model for Catenary and Tension Legged mooring. The linear model is found to provide good agreement with nonlinear model for Tension Leg mooring while it overestimates the surge response for Catenary mooring system. Floater response characteristics under different wave directions for the two types of mooring system are similar in all six modes but heave, pitch and roll amplitudes is negligible in tension leg due to high restraint. The reduced amplitude shall lead to reduction in wind turbine loads.

• Coupled systems mechanics
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• 제2권3호
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• pp.231-253
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• 2013

The impact of spar-nacelle-blade coupling on edgewise dynamic responses of spar-type floating wind turbines (S-FOWT) is investigated in this paper. Currently, this coupling is not considered explicitly by researchers. First of all, a coupled model of edgewise vibration of the S-FOWT considering the aerodynamic properties of the blade, variable mass and stiffness per unit length, gravity, the interactions among the blades, nacelle, spar and mooring system, the hydrodynamic effects, the restoring moment and the buoyancy force is proposed. The aerodynamic loads are combined of a steady wind (including the wind shear) and turbulence. Each blade is modeled as a cantilever beam vibrating in its fundamental mode. The mooring cables are modeled using an extended quasi-static method. The hydrodynamic effects calculated by using Morison's equation and strip theory consist of added mass, fluid inertia and viscous drag forces. The random sea state is simulated by superimposing a number of linear regular waves. The model shows that the vibration of the blades, nacelle, tower, and spar are coupled in all degrees of freedom and in all inertial, dissipative and elastic components. An uncoupled model of the S-FOWT is then formulated in which the blades and the nacelle are not coupled with the spar vibration. A 5MW S-FOWT is analyzed by using the two proposed models. In the no-wave sea, the coupling is found to contribute to spar responses only. When the wave loading is considered, the coupling is significant for the responses of both the nacelle and the spar.

• 한국해안해양공학회지
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• 제3권3호
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• pp.126-136
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• 1991

본 논문에서는 파랑하중을 받는 Guyed Tower의 비선형 동적거동에 대하여 연구하였다. Guyed Tower를 효율적으로 해석하기 위하여 Tower는 등가의 기둥으로 모형화 하였으며, 계유장치는 수평방향의 비선형 경계요소로 이상화하였다. 또한 파일 기초부는 회전방향의 선형경계요소로 대치하였다. Tower에 작용하는 파랑하중은 Morison 방정식에 의한 산정하였다. 계유장치와 유체의 점성에 기인된 항력 등의 비선형성을 적절히 고려하기 위하여 시간영역에서 해석을 수행하였으며, 비선형 운동방정식을 효율적으로 풀기 위해 Newmark 적분기법에 기초한 모우드 중첩법을 사용하였다. Guyed Tower의 중요한 설계변수인 계유선의 Clump weight 중량 조건과 파일 기초부 조건의 변화에 대한 수치해석을 수행하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제5권1호
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• pp.1-10
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• 1993

1차 자유도를 갖는 해양구조물을 선정하여 long crested, stationary, Gaussian random waves가 구조물의 동적응답 스펙트럼에 미치는 영향에 대해 규명하였다. 해수면 부근에서 주기적으로 수면위로 부상하는 연직부재를 고려하기 위해 hybrid Morison equation을 제안했고 이 방정식을 기초로 파력을 계산했다. 주기적으로 수면위로 부상하는 효과를 고려한 결과 동적응답 스펙트럼은 감소하였으며 고차 응당성분이 발생했다. 또한 동적응답 스펙트럼은 주파수가 증가할수록 감소하는 경향을 보였으며 이는 해수면 위로 주기적으로 부상하는 현상을 고려할 때 발생하는 고차응답성분 때문인 것으로 사료된다.

• Ocean Systems Engineering
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• 제3권2호
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• pp.149-165
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• 2013

Tension leg platforms (TLP's) are highly nonlinear due to large structural displacements and fluid motion-structure interaction. Therefore, the nonlinear dynamic response of TLP's under hydrodynamic wave loading is necessary to determine their deformations and dynamic characteristics. In this paper, a numerical study using modified Morison Equation was carried out in the time domain to investigate the influence of nonlinearities due to hydrodynamic forces and the coupling effect between all degrees of freedom on the dynamic behavior of a TLP. The stiffness of the TLP was derived from a combination of hydrostatic restoring forces and restoring forces due to cables and the nonlinear equations of motion were solved utilizing Newmark's beta integration scheme. The effect of wave characteristics was considered.

• 수산해양기술연구
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• 제44권1호
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• pp.46-56
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• 2008

A numerical model analysis was performed to analyze the motion and mooring tension response of submersible fish cage systems in irregular waves and currents. Two systems were examined: a submersible cage mooring with a single, high tension mooring and the same system, but with an additional three point mooring. Using a Morison equation type model, simulations of the systems were conducted with the cage at the surface and submerged. Irregular waves(JONSWAP spectrum) with and without a co-linear current with a magnitude of 0.5m/s were simulated into the model as input parameters. Surge, heave and pitch dynamic calculations were made, along with tension responses in the mooring lines. Results were analyzed in both the time and frequency domains and linear transfer functions were calculated.