• 제목/요약/키워드: Ocean Wave Model

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태풍 내습 시의 고파 재현성 개선방안 연구 (A Study on the Methods to Improve High-Wave Reproducibility during Typhoon)

  • 백종대;류경호;이종인;정원무;장연식
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제34권6호
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    • pp.177-187
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    • 2022
  • 본 연구는 2020년 해양수산부에서 제시한 개정된 천해설계파 추산방법인 바람장을 이용하여 부산항 신항을 대상으로 태풍 내습 시 설계파를 추산하고 파랑 관측자료와의 검증을 통해서 신뢰할 수 있는 천해설계파 산출방법을 제안하였다. 부산항 신항에 영향을 미친 태풍에 대해서 현업에서 일반적으로 많이 사용하고 있는 태풍 바람장과 SWAN 수치모델을 이용하여 태풍파를 추산한 결과 태풍 KONG-REY(1825), MAYSAK(2009)을 제외하고 재현성이 불량한 것으로 나타났다. 특히 부산항 신항에 가장 크게 영향을 미쳤던 태풍 MAEMI(0314)의 경우 최대유의 파고가 파랑 관측치에 비해서 약 35.0% 작게 추산되었다. 이에 바람장을 보정한 방법과 Boussinesq 방정식 수치모델을 이용하는 방법을 각각 적용하여 태풍파 재현성 개선방안을 검토하였다. 검토결과 바람장을 보정한 경우는 바람장 보정전과 동일하게 재현성이 떨어지는 것으로 나타났으나, 바람장 자료와 SWAN 모델 실험결과 그리고 Bou ssinesq 수치모델을 연계하는 방법으로 태풍 MAEMI(0314) 내습 시 태풍파를 추산한 결과 파랑 관측치와 최대유의파고가 유사하게 나타나 재현성이 양호한 것으로 검토되었다.

해안해양공학 연구 분야의 SCOPUS 서지정보 Text Mining 분석 (Text Mining Analysis on the Research Field of the Coastal and Ocean Engineering Based on the SCOPUS Bibliographic Information)

  • 이기섭;조홍연;한재림
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제30권1호
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    • pp.19-28
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    • 2018
  • 서지정보학의 발달 및 전산화로 방대한 양의 연구논문들이 축적되고 있다. 이에 따라 전 세계에서 출판되는 관련 분야 논문들을 모두 검토하기는 실질적으로 어려워졌으며, 연구방향을 잡고 추진하는 것도 어려워졌다. 그러나 자연어 처리기법의 발달로 인해 출판된 연구논문들의 경향 분석이 수월해졌다. 여기서는 해안 해양공학 분야의 SCOPUS DB(Data Base) 서지정보 텍스트 마이닝(Text Mining) 분석을 R언어를 이용하여 수행했다. 분석 결과, 예상한 바와 같이 'wave' 용어가 압도적으로 우세하였으며, 'numerical model', 'numerical simulation' 및 experimental study' 용어로부터 여전히 수치해석 및 수리실험의 우세가 확인되었다. 또한 최근 해양에너지와 관련되는 'wave energy' 용어 사용이 부각되고 있는 것으로 파악되었다. 한편, 해안 해양공학 분야의 연구주제 용어의 빈도와 연결 관계는 'wave -> height, energy' 우세를 정량적으로 확인할 수 있었으며, 향후 세부분야 및 시기별 고해상도 분석 가능성을 제시하였다.

Experimental Investigation of the Hydrodynamic Force Acting on Ship Hull and Rudder in Various Wave Direction

  • Nguyen, Van Minh;Nguyen, Tien Thua;Seo, Juwon;Yoon, Hyeon Kyu;Kim, Yeon Gyu
    • Journal of Advanced Research in Ocean Engineering
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    • 제4권3호
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    • pp.105-114
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    • 2018
  • In the past, traditional methods of research on ship maneuvering performance were estimated in calm waters. However, the course-keeping ability and the maneuvering performance of a ship can be influenced by the presence of waves. Therefore, it is necessary to understand the maneuvering behavior of a ship in waves. In this study, the force acting on a moving ship and a rudder behind the model ship will be performed in regular waves in Changwon National University (CWNU). In addition, the prediction force acting on the rudder in calm waters was carried out and compared with those of Computational Fluid Dynamics (CFD). Model test in regular wave was performed to predict the force acting on the ship and the rudder behind the model ship in various wave directions. The effects of wavelength and wave direction on hydrodynamic forces acting on the ship hull versus rudder angle is discussed.

현장 월파계측을 위한 규칙파 조건에서 직립식 호안의 월파량 추정에 관한 모형실험 (Physical Model Experiment for Estimating Wave Overtopping on a Vertical Seawall under Regular Wave Conditions for On-Site Measurements)

  • 유동훈;이영찬;김도삼;이광호
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제35권4호
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    • pp.75-83
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    • 2023
  • 월파를 근본적으로 차단하기 위한 구조물 마루높이의 증가와 같은 하드웨어적인 대책과 더불어 호안의 배후지역에 월파에 대한 정보를 신속·정확하게 전달하여 피난 및 통행을 규제하는 소프트웨어적인 방재 대책이 동시에 요구되고 있다. 본 연구에서는 현장에서 월파 정보 제공을 위한 현장 월파계측 시스템을 목표로 구조물의 마루높이를 초과하는 월파고의 시간변동을 이용하여 월파량을 추정하는 방법을 제안하였다. 직립식 호안구조물을 대상으로 수리모형실험을 수행하여 파랑 조건 및 구조물의 여유 마루높이에 따른 월파량 및 월파고를 계측하였다. 월파 발생시 구조물의 마루에서 발생하는 침수유속을 장파유속으로 가정한 월파유량계수를 도입하고 월파고의 시간변동으로부터 월파량을 추정하여 실험결과와 비교·검토하였다. 월파유량계수를 합리적으로 산정하는 경우 월파고만으로 월파량 추정이 가능함을 확인하였다.

BEM-CADMAS-SURF 결합해석법에 기초한 수치조파수조의 응용 (Application based on the strictly combined method of BEM and CADMAS-SURF)

  • 김상호;야마시로마사루;요시다아키노리;신승호;홍기용
    • 한국항해항만학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.65-70
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    • 2009
  • 대수심의 유체운동을 포텐셜 운동으로 가정하여 자유수면의 거동을 신속히 해석하는 BEM 해석법과 구조물 근방에서 유체의 자유 수면 변화를 계산하기 위하여 NS방정식의 해석으로 CADMAS-SURF 기법을 결합하여 하이브리드 수치기법을 개발하였다. 하이브리드 해석법에서는 반사파를 고려해야 할 넓은 영역에서, 대수심의 영역은 BEM이, 천수역은 CADMAS-SURF가 계산하게 된다. 특히, 하이브리드 모델은 장시간에 걸친 불규칙파의 운동에 대해서는 단독의 CADMAS-SURF을 이용한 계산에 비해 거의 동일한 정확도로 월등히 신속하게 계산할 수 있다. 본 연구에서는 완경사 해저면을 가진 넓은 해역에서, 호안구조물에 내습하는 파랑의 처오름과 월파와 같은 강비선형 파랑장 계산에 결합해석모델을 적용하였다. 계산결과는 각각 토요시마(풍도(豊島))의 규칙과 처오름 실험과 고다(합전(合田))가 제안한 불규칙파의 월파량 산정도와 비교하였다.

딥러닝을 이용한 외해 해양기상자료로부터의 항내파고 예측 (Wave Prediction in a Harbour using Deep Learning with Offshore Data)

  • 이건세;정동현;문용호;박원경;채장원
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제33권6호
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    • pp.367-373
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    • 2021
  • 본 연구에서는 항내 파고를 신속하고 비교적 정확하게 예측할 수 있는 딥러닝 모델을 구축하였다.다양한 머신러닝 기법들을 외해파랑의 항내로 전파 변형 특성을 감안하여 모델에 적용하였으며 스웰로 인해 하역중단 문제가 심각했던 포항신항을 모델적용 대상지로 선정하였다. 모델의 입력 자료는 외해의 파고, 주기, 파향 그리고 출력 및 예측 자료로는 항내 파고자료로 하여 모델을 학습시켰다. 이때 자료의 전처리 과정으로 항내·외 파랑 시계열자료의 상관성을 감안하여 파향 자료를 분리하는 방법을 적용하고 딥러닝 기법을 이용하여 모델을 학습하였다. 결과적으로 모델을 통해 예측한 값이 항내관측치의 파고 시계열자료를 잘 재현하였으며 모델의 안정성을 크게 향상시켰다.

수정완경사방정식의 타원형 수치모형 (Elliptic Numerical Wave Model Solving Modified Mild Slope Equation)

  • 윤종태
    • 한국해양공학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.40-45
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    • 2004
  • An efficient numerical model of the modified mild slope equation, based on the robust iterative method is presented. The model developed is verified against other numerical experimental results, related to wave reflection from an arc-shaped bar and wave transformation over a circular shoal. The results show that the modified mild slope equation model is capable of producing accurate results for wave propagation in a region where water depth varies substantially, while the conventional mild slope equation model yeilds large errors, as the mild slope assumption is violated.

부유 플랩형 고조방파제의 파랑응답 - 수치모의 (Wave Responses of Buoyant Flap-typed Storm Surge Barriers - Numerical Simulation)

  • 정신택;고동휘;박우선
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제21권2호
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    • pp.196-208
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    • 2009
  • 본 논문에서는 부유 플랩형 고조방파제의 응답특성에 대해서 연구하였다. 효율적인 연구를 위하여 파동장은 선형 포텐셜 이론을 적용하여 모형화하였으며, 구조물의 운동은 Newton의 운동 제2법칙을 사용하여 나타내었다. 유체 영역은 통상의 2차 보간함수를 갖는 등매개변수요소로 모형화하였으며, 방사경계조건에 접하는 외부 영역은 무한요소로 처리하였다. 수리실험결과와의 비교를 통하여 수립된 수치모델의 타당성을 입증하였으며, 개발된 수치모델을 이용하여 마산만에 부유 플랩형 고조방파제 적용가능성에 대해서 살펴보았다.

선박의 항행안전지원을 위한 파낭추산에 관한 연구 (Ocean wave forecasting and hindercasting method to support for navigational safety of ship)

  • 신승호;교본전명
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2003년도 춘계공동학술대회논문집
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    • pp.147-156
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    • 2003
  • 해상수송의 안전성을 개선하는 하나의 수단으로서, 해상풍 정보로부터 예정 항로상에서 조우하게될 파랑정보를 높은 정밀도로 예측하여 단시간에 본선에 제공할 수 있는 시스템을 개발할 필요가 있다. 본 연구에서는 이의 제1단계로서 대양에서의 다방향 불규칙 예측을 위한 파랑추산모델을 제시하였다. 검토방법으로는 과거 실제 해역에서 발생한 황천에 기인한 선박 침몰사고를 대상으로 선박의 항행 일정에 따른 해상풍의 분석 및 파랑추산시뮬레이션을 수행하였으며, 이로부터 사고 선박이 조우한 해상을 평가하고 모델의 재현성 및 정도를 검토하였다.연구의 결과, 사고 선박은 침몰사고의 원인이 Okhotsk해에서 발랄한 저기압에 의해 급속히 성장한 고파랑 해역을 회피하지 못하여 발생한 것에 있음을 명백히 하였으며, 본 계산에 이용한 제3세대 파랑추산모델(WAM)로부터의 결과는 실제 관측 파랑의 유의파고, 주기, 방향 스펙트럼 등 항행관련의 파랑제원과 잘 부합되었으며, 실용 선박에서의 예측시스템 구축에 적용성이 양호한 것으로 나타났다.

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생태계 제어구조물의 월파제어 특성 (Wave overtopping control by the use of ecosystem control structures)

  • 김현주;류청로
    • 한국해양공학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.122-130
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    • 1997
  • Coastal diaster induced by waves and countermeasures were investigated in the viewpoint of reduction of overtopping rate with enviroment in fishing port. The reduction method of wave overtopping rate using ecosystem control structures was proposed and studied on the efficiency by hydraulic and numerical experiments. The estimation models on wave overtopping rate was proposed after comparing previous models with dimensional analysis and experimental results. Control function o fwave overtopping by use of ecosystem controlstructures was simulated and discussed with combining wave shoaling-dissipation-breaking deformation model around ecosystem control structures and newly proposed calculation model for wave overtopping rate. Feasiblilty of ecosystem control structures could be confirmed for reduction of wave overtopping and fisheries-based multipurpose development of coastal zone.

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