• International Journal of Ocean System Engineering
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• 제3권2호
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• pp.68-76
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• 2013

In this study, a 3D numerical model was used to predict nonlinear wave forces on a cylindrical pile installed in a shallow water region. The model was based on solving the viscous and incompressible Navier-Stokes equations for a two-phase flow (water and air) model and the volume of fluid method for treating the free surface of water. A new application was developed based on the cut-cell method to allow easy installation of complicated obstacles (e.g., bottom geometry and cylindrical pile) in a computational domain. Free-surface elevation, water particle velocities, and inline wave forces were calculated, and the results show good agreement with experimental data obtained by the Danish Hydraulic Institute. The simulation results revealed that the proposed model can, without the use of empirical formulas (i.e., Morison equation) and additional wave analysis models, reliably predict non-linear wave forces on an offshore wind turbine foundation installed in a shallow water region.

• Journal of the korean society of oceanography
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• 제38권3호
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• pp.122-134
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• 2003

Low-pass filtered time series of wind, coastal temperature, sea level and current were analyzed to understand the coastal upwelling processes in the southeast coast of Korea. Southerly winds favorable for coastal upwelling were dominant in summer of 1997. Total period of four major wind events amounts to 58 days during one hundred days from June to early September. Coastal temperature is most sensitive to variations of wind. The time lag between the onset of southerly (northerly) winds and decrease (increase) of temperature is 3-18 hours. In the frequency domain the coherent bands have periods of 2.4 and 4.0-5.4 days with respective phase lags of 17 and 27-37 hours. Despite the sensitive response, the magnitude of temperature change is not quantitatively proportional to the intensity or duration of the wind, because it depends on the degree of baroclinic tilting of isotherms built dynamically by the strong Tsushima Warm Current (TWC). Current is particularly strong near the coast and has a large vertical shear during the upwelling periods, which is associated with the baroclinic tilting. Both of current and sea level are poorly coherent with wind or temperature except for the period of 4 days.

• Journal of the korean society of oceanography
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• 제38권2호
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• pp.60-67
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• 2003

Typhoon Rusa passed over the East China Sea and crossed over the Korea Peninsula on August 31, 2002. The core of the typhoon passed directly over a data buoy mooring site at ($127^{\circ}45'E,\;34^{\circ}25'\;N$) and several ARGOS-tracked drifters capable of measuring salinity. Peak hourly mean wind speed reached 28 m/s at the mooring site and wind pattern in the East China Sea changed from southerly wind to northwesterly wind after the typhoon passage. Two or three days before the typhoon tile drifter displacement changed significantly and the region-wide circulation pattern changed from a northeastward current to a westward current one week after the typhoon had passed. The surface water in the East China Sea was cooled to about $4^{\circ}C$ under the typhoon core and a general cooling occurred in most of the East China Sea with the exception of the Chinese coast. The salinity as observed by the drifters in the East China Sea increased about 2 psu but the near-shore water along the Korean coast observed by the mooring was freshened about 3 psu. The freshening of near-shore water was caused by an intrusion of off-shore water rather than local freshening by typhoon precipitation.

• 한국해안해양공학회지
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• 제19권4호
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• pp.329-335
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• 2007

해수면의 상태를 보고 파고를 측정하는 목측은 선박이나 먼 바다에서의 파랑관측 방법으로 여전히 이용되고 있으며, 오랜 경험을 가진 숙련자의 경우에는 상당히 정확하게 파고를 관측할 수 있다. 이러한 목측의 표준지표로 뷰퍼트(Beaufort) 풍력계급표가 가장 널리 이용되고 있다. 그러나 이 지표에 설명된 해수면의 모양은 연구자 또는 일반인에게는 친숙하지 않기 때문에 파고별 대표영상 등의 보다 구체적인 참고자료가 필요하다. 현대의 현장계측기술은 실시간으로 해양관측자료를 획득할 수 있는 수준에 이르렀으며, 기존의 파고 및 기상 관측시설과 함께 현장의 해상상태 영상자료까지 획득할 수 있게 되었다. 본 연구에서는 속초 조도동방등표에 설치되어 운영 중인 실시간해양관측 시스템에 무선영상전송장치를 설치하여 파랑자료와 영상이미지를 수집하고 유의파고별로 현장이미지를 비교 및 분류하였다. 관측된 해상상태 영상들과 뷰퍼트 풍력계급표의 해면 상태 설명과 비교한 결과 해상상태 영상자료의 가치를 확인할 수 있었다. 뷰퍼트 풍력계급표는 순수하게 목측이나 파고척을 이용하여 목측으로 만들어진 것에 비해 본 연구의 결과는 정밀한 파고센서와 과학적인 해상상태 영상정보 수집으로 파고의 실체적인 모습을 파악할 수 있었으며 관측파고의 신뢰성을 제고할 수 있는 기회가 되었다.

• 한국지구과학회지
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• 제39권2호
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• pp.139-153
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• 2018

해상풍은 장기간동안 인공위성 산란계와 마이크로파 복사계를 주로 활용하여 관측되어왔다. 반면 위성 고도계 산출 풍속 자료의 중요성은 산란계의 탁월한 해상풍 관측 성능으로 인해 거의 부각되지 않았다. 인공위성 고도계 풍속자료는 해수면고도를 산출하기 위한 해상상태편차(sea state bias) 보정항의 입력 자료로서 활용됨에 따라 높은 정확도가 요구된다. 본 연구에서는 인공위성 고도계(GFO, Jason-1, Envisat, Jason-2, Cryosat-2, SARAL) 풍속을 검증하고 오차 특성을 분석하기 위하여 이어도 해양과학기지와 마라도, 외연도 해양기상부이의 풍속 자료를 활용하여 2007년 12월부터 2016년 5월까지 총 1504개의 일치점 자료를 생성하였다. 해양실측 풍속에 대한 고도계 풍속은 $1.59m\;s^{-1}$의 평균 제곱근오차와 $-0.35m\;s^{-1}$의 음의 편차를 보였다. 해양실측 풍속에 대한 고도계 해상풍 오차를 분석한 결과 고도계 해상풍은 풍속이 약할 때 과대추정되며 풍속이 강할 때 과소추정되는 특징을 보였다. 위성-실측 자료 간의 거리에 따른 고도계 풍속 오차를 분석한 결과 구간별 오차의 최댓값과 최솟값의 차는 거리에 따라 점차 증가하였다. 고도계 풍속의 정확도 향상을 위하여 분석된 오차 특성을 기반으로 보정식을 유도한 후 고도계 풍속을 보정하였다. 보정 전후의 풍속자료를 활용하여 해상상태편차를 산출하였으며 Jason-1의 해상상태편차에 대한 해상풍 오차 보정의 영향을 확인하였다.

• 한국해양학회지
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• 제24권3호
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• pp.121-131
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• 1989

1982년과 1983년 여름 한국 남동 해안부근에서 관측된 냉수를 수온, 염분, 해면, 바람 및 인공위성 영상의 자료를 이용하여 연구하였다. 3층구조의 해양을 보이는 여름철에 수일 동안 지속되는 단속적인 남서풍에 의해 완벽한(full) 용승현상이 나타난다. 용승기간 동안에 고온의 표층수는 외해로 이동하였고, 저온의 중층수가 해표면으로 노출하였으며, 해면은 하강되었으나 표층의 균형(equilibrium) 깊이는 변화되지 않았었다. 관측결과는 해표면의 냉수가 중층으로부터 기원되고 강한 전선은 계절 수온약층이 해표면에 상승된 결과임을 보인다. 해표면 전선위치와 바람입력사이의 상관관계 파악을 위해 Csanady(1982)의 모델을 rigid lid 근사조건에서 해를 구하였다. 그 결과는 전선의 위치가 바람입력 및 한국 남동 해안부근의 해양구조에 의해 결정될 수 있음을 보이고 있다. 여름철 냉수는 $10m^2/sec$ 크기 정도인 최소 바람역적보다 큰 바람이 작용될 경우에만 해표면에 나타날 수 있다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.163-170
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• 2011

해상풍력단지 설계과정의 일환으로 실험계획법의 일종인 반응표면분석법을 이용하여 풍력터빈의 최적 배치조건을 연구하였다. 총 36기 터빈을 해상에 설치한다는 가정 하에 터빈들의 행렬조합, 행간 및 열간거리를 반응표면 분석시의 설계변수로 사용하였으며, 터빈 후류손실에 의해 저하되는 발전효율과 내부 전력선 공사비를 목적함수로 고려하였다. 이러한 설계변수와 목적함수간의 관계를 이용한 반응 최적화 분석을 통해 목표 설계조건을 도출하였으며, 해상풍력단지의 경제성을 확보하기 위한 풍력터빈의 배치조건은 "설계범위에서 행수 및 행간거리를 최소화하고, 최적 열간거리를 산정하여 적용해야 한다"는 결과를 얻을 수 있었다.

• Ocean and Polar Research
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• 제31권1호
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• pp.11-29
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• 2009

Variability of sea surface temperature (SST) in the Japan/East Sea (JES) was studied using complex empirical orthogonal function (CEOF) analysis. Two daily data sets were analyzed: (1) New Generation 0.05o-gridded SST from Tohoku University, Japan (July 2002-July 2006), and (2) 0.25o-gridded SST from the Japan Meteorological Agency (October 1993-November 2006). Linkages with wind stress curl were revealed using 6-h 1o-gridded surface zonal and meridional winds from ancillary data of the Sea- WiFS Project, a special National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research (NCEP/NCAR) product (1998-2005). SST anomalies (SSTA) were obtained by removing the seasonal signal, estimated as the leading mode of the CEOF decomposition of the original SST. Leading CEOF modes of residual SSTA obtained from both data sets were consistent with each other and were characterized by annual, semiannual, and quasi-biennial time scales estimated with 95% statistical significance. The Semiannual Mode lagged 2 months behind the increased occurrence of the anticyclonic (AC) wind stress curl over the JES. Links to dynamic processes were investigated by numerical simulations using an oceanic model. The suggested dynamic forcings of SSTA are the inflow of subtropical water into the JES through the Korea Strait, divergence in the surface layer induced by Ekman suction, meridional shifts of the Subarctic Front in the western JES, AC eddy formation, and wind-driven strengthening/weakening of large-scale currents. Events of west-east SSTA movement were identified in July-September. The SSTA moved from the northeastern JES towards the continental coast along the path of the westward branch of the Tsushima Current at a speed consistent with the advective scale.

• Ocean and Polar Research
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• 제35권2호
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• pp.171-179
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• 2013

The long-term variability of sea surface temperature in the East China Sea was reviewed based mainly on published literatures. Though the quantitative results are not the same, it is generally shown that sea surface temperature is increasing especially in recent years with the rate of increase about $0.03^{\circ}C$/year. Other meaningful results presented in the literatures is that the difference of water properties between layers upper and lower than the thermocline in summer shows an increasing trend both in temperature and salinity, suggesting that the stratification has been intensified. As a mechanism by which to evaluate the wintertime warming trend in the region, the weakening of wind strength, which is related to the variation of sea level pressure and atmospheric circulation in the western North Pacific and northern Asian continent, is suggested in the most of related studies.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제29권5호
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• pp.260-268
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• 2017

이 연구에서는 풍동실험을 이용하여 선박 운송용 컨테이너의 풍력특성을 조사하고, 그 결과를 토대로 컨테이너의 크기 및 중량에 따른 피해발생 풍속을 평가하고자 한다. 실험결과, 컨테이너 폭의 직각방향에 작용하는 평균 풍력계수는 12ft, 20ft, 40ft, 40ft high cube 순으로 증가하는 것으로 나타났으며, 이와 달리 깊이의 직각방향에 작용하는 평균 풍력계수는 40ft high cube, 40ft, 20ft, 12ft 순으로 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 이유는 컨테이너의 풍상면(windward surface)의 모서리에서 박리된 난류의 전단층(shear layer)이 다시 컨테이너의 측면에 재부착(reattachment)되면서 깊이의 직각 방향에 작용하는 평균 풍력계수가 줄어든 것으로 판단된다. 전 풍향에서 컨테이너의 중량에 따른 피해발생 풍속을 평가한 결과, 컨테이너의 전도보다는 활동이 낮은 풍속에서 발생할 수 있음을 알 수 있다. 이때 가장 불리한 컨테이너는 40ft high cube이며, 활동발생 및 전도발생이 일어날 수 있는 풍속은 각각 20.4 m/s와 26.8 m/s으로 평가되었다. 또한 이 연구에서는 컨테이너의 중량과 피해발생 풍속과의 상관을 토대로 컨테이너의 중량에 따른 활동발생 및 전도발생 풍속을 평가할 수 있는 평가식을 제안하였다. 본 연구 결과는 컨테이너의 고박 설치하중평가 및 적재방법 등에 관한 가이드라인 정립에 있어 유용하게 활용될 것으로 판단된다.