• 대한조선학회논문집
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• 제50권2호
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• pp.69-78
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• 2013

This study is constructed to investigate the sloshing effect on the motions of a two-dimensional rectangular cylinder experimentally and numerically. The modes of motion under consideration are sway and roll, and also experimental cases are divided by two categories; 1-DoF roll motion and 2-DoF motion (Coupling sway and roll). It is found that the sway response is considerably affected by the motion of the fluid, particularly near the sloshing natural frequency, while the roll response changes comparatively small. The dominant mode of motion is analyzed for 2-DoF experiments as well. The measured data for 1-DoF motions is compared with numerical results obtained by the Multi-modal approach. The numerical schemes vary in detail with the number of dominant sloshing modes; i.e. there is a single dominant mode for the Single-dominant method, while the Model 2 method assumes that the first two modes are superior. For the roll motion, numerical results obtained by the two different methods are relatively in good agreement with the experiments, and these two results are similar in most wave frequency range. However, the discrepancies are apparent where the fluid motion is not governed by a single mode. But both of numerical methods over-predict the motion at the vicinity of the sloshing natural frequency. In order to correct the discrepancy, the modal damping needs to be investigated more precisely. Furthermore, another multi-modal approach, such as the Boussinesq-type method, seems to be required in the region of the intermediate liquid.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.181-190
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• 2010

실 해역에 잠제를 건설할 경우, 잠제 전면과 배후의 평균수위차로 인하여 잠제의 단부를 중심으로 순환류가 발생하게 된다. 이에 본 연구에서는 잠제 주변의 평균수위를 조절하여 주변 흐름을 제어할 수 있는 신형식 잠제를 제안하여 그 기능을 검토하는 것을 목적으로 한다. 먼저 3차원 수치모델, LES-WASS-3D를 수리모형실험결과와 비교 검토하여 수치모델의 타당성을 검증한 후, 이 모델을 이용하여 신형식 잠제에 대한 수치시뮬레이션을 수행하였다. 수치계산결과를 근거로 신형식 잠제 주변의 흐름제어기능에 대해 논의함과 동시에 신형식 잠제 주변의 평균수위분포, 파고분포, 평균류분포에 대해 고찰하였다. 결과로서 본 연구에서 제안한 신형식 잠제는 잠제 배후의 평균수위를 낮추어서 개구부의 이안류를 줄이는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제10권2호
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• pp.64-72
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• 1998

해저자원개발에 사용되는 riser나 TLP의 인장각과 같은 세장해양구조물의 파랑 및 상단부유체의 운동에 대한 동적거동해석을 수행하였다. 구조부재의 유한요소모델을 사용한 수치해석기법을 개발하고 규칙파에 대한 시간영역해석을 수행하였다. 본 연구는 상단부유체의 수평 및 수직운동이 구조물의 횡방향거동에 미치는 영향을 분석하였으며, 특히 부유체 수직운동의 영향을 주로하여 패러미터연구를 수행하였다. 수심, 파랑조건 그리고 부유체운동 등 여러경우에 대한 구조물의 변의, 휨응력을 비교검토하였고, 이 해석을 통하여 부유체의 수직운동에 의한 시간변화 인장력으로 야기되는 불안정조건을 검토하였다. 예제해석결과, 부유체의 수평 및 수직운동의 상호작용으로 riser의 동적응답이 증폭되었다. TLP 인장각의 경우 부유체의 수직운동효과가 구조물의 거동에 상당히 크게 작용하는 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권12호
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• pp.1489-1495
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• 2012

본 논문에서는 부유식 플랫폼의 동적 거동을 고려하여 해상 풍력 발전기 타워의 구조 해석을 수행하였다. 풍력 발전기는 플랫폼, 타워, 낫셀, 허브 그리고 3 개의 블레이드로 구성된다. 타워는 3 차원 빔 요소를 사용하여 탄성체로 모델링하여 탄성 다물체계 동역학을 기반으로 한 운동 방정식을 구성하였다. 회전하는 블레이드에는 블레이드 요소 운동량 이론에 따라 계산된 공기역학적 힘이 적용되었고, 부유식 플랫폼에는 유체정역학적 힘, 유체동역학적 힘 그리고 계류력이 적용되었다. 타워의 구조 동역학적 거동을 수치적으로 시뮬레이션하였다. 시뮬레이션 결과를 이용하여 굽힘 모멘트와 응력을 산출하고 허용치와 비교하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제32권6호
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• pp.69-73
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• 2018

본 연구에서는 볼록한 바닥면을 가진 이동형 소방용수 저장탱크의 수직 벽면에 작용하는 동수력을 계산하고 그 결과를 바탕으로 볼록한 바닥면 설계를 통한 동수력의 감소 효과를 확인하고자 하였다. 수치 모의 실험하기 위해 바닥의 형태를 볼록하게 한 수치 해석 영역을 구성하였으며, 특정 위치와 높이에 용수 공급 노즐을 위치시켜 용수를 낙하시켰다. 용수 낙하에 의한 자유 수면의 출렁임과 수직 벽면에서의 유체 벽 오름을 선형 Peregrine 방정식을 이용하여 수치 모사하고 동수력을 계산하였으며, 그 결과를 오목한 바닥면 및 동일한 해석 조건에서 얻은 동수력과 서로 비교 분석하였다. 결과적으로 오목한 바닥면 설계에 비해 볼록한 바닥면 설계를 통해 수직 벽면에서의 동수력이 더 작아짐을 확인할 수 있었다. 본 연구 결과는 이동형 소방용수 저장탱크의 안정적인 구조 설계 및 운용에 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.131-138
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• 2021

소파블록은 제체의 보호와 파랑에너지 소산을 목적으로 사용되므로 피복된 블록의 안정성을 평가하는 것은 매우 중요하다. 소파블록의 안정성은 주로 수리모형실험으로부터 산정되는 안정계수를 통해 평가되어 왔다. 본 연구에서는 새로운 형태의 소파블록인 K-블록을 활용하여 블록의 맞물림 효과를 포함한 안정성 평가를 위해 인발력에 기반한 새로운 안정성 실험방법을 제시하였다. 소파블록의 인발 실험은 일정 경사면 소파블록을 설치하고 수직 및 수평 방향으로 인장력을 작용시켜 사면 상의 피복층으로부터 블록이 분리되는데 필요한 힘을 직접 계측하는 방법이다. 제안된 실험방법은 소파블록의 맞물림 효과를 정량적으로 평가할 수 있음을 확인하였으며, 맞물림 영향에 의한 단층 피복블록(K-블록)의 높은 안정성을 검증하였다.

• 풍력에너지저널
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• 제14권2호
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• pp.26-33
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• 2023

In this study, the global response characteristics of floater and mooring for floating offshore wind turbine with a detachable mooring system are performed. Global motion and structural response result extracted from the coupled motion analysis of 10MW DTU floating offshore wind turbine with detachable mooring system modeled by high-order boundary element model and finite element mesh, were used to study the characteristics of tension on mooring lines subjected to three different types of ocean loads. Breaking limit of mooring line characterized by wind, current and wave load has a major effect on the distribution of mooring tension found in time domain analysis. Based on the numerical results of coupled motion analysis, governing equation for calculating the motion response of a floater under ocean loads, and excitation force and surge motion and tension respectively are presented using excursion curve. It is found that the response of floater is reliable and accurate for calculating the tension distributions along the mooring lines under complex loadings. This means that the minimun breaking limit of mooring system satisfied a design criteria at ultimate ocean environmental loading condtions.

• 한국전자파학회논문지
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• 제28권10호
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• pp.788-793
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• 2017

본 논문에서는 거친 바다표면의 마이크로파 반사를 계산할 수 있는 이론적 모델의 정확도를 검증한다. 우선 Pierson-Moskowitz 해양 스펙트럼을 이용하여 거친 바다표면을 생성하였다. 생성된 바다표면의 유의파고와 유효높이(root-mean square height)값을 추정하여 풍속에 따른 유의파고, 유효높이 관계식을 유도하였고, 다른 측정 데이터들과 비교하였다. 수치해석적 방법을 이용하여 다양한 거칠기 조건(풍속)에서 생성된 바다표면의 반사계수를 계산하였고, 기존에 반사계수를 계산하기 위해 사용하는 이론적 모델인 Ament 모델, PO(Physical Optics) 모델, GO(Geometrical Optics) 모델, B-M(Brown-Miller) 모델과 비교하였다. 비교적 거칠기가 매우 낮은 경우($kh_{rms}$<0.4, k는 파수, $h_{rms}$는 RMS 높이) 외에는 Ament 모델은 정확하지 않았다. 또한 거칠기가 크지 않은 바다($kh_{rms}$<10)에서는 PO, GO, B-M 모델들의 정확도가 보장되지만, 풍속이 높아 거칠기가 높은 바다($kh_{rms}$>10)에서는 입사각이 $70^{\circ}$ 이하에서는 PO 모델과 GO 모델이 수치해석결과와 비교적 잘 일치하였으며, $80^{\circ}$ 이상에서는 B-M 모델이 수치해석 결과와 비교적 잘 일치함을 보였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제15권3호
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• pp.190-195
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• 2003

연안 및 해안에서 발생하는 파랑변형, 조석 전파, 부유사 이동 및 확산 현상 등을 예측하기 위해서는 수치모형이 주로 사용된다 대표적인 수치모형 기법으로는 유한차분법 및 유한요소법이 있다. 유한차분법을 사용하는 경우에는 관심영역의 각 격자점에서 유한차분 방정식을 풀어야하므로, 격자망 및 경계조건 등이 설정되어야 한다. 유한차분용 격자망은 유한요소법과는 달리 격자망이 간단하지만, 지형이 복잡한 경우에 편리하게 사용 할 수 있는 격자정보 생성기법이 별로 개발되어 있지 않다. 또한, 상업용으로 많이 개발되어 있는 프로그램도 대부분 유한요소법에 근거한 수치모형에서 사용하는 격자생성을 목적으로 하고 있다. 본 연구에서는 디지타이저(Summagrid IV 기종)를 사용하여 유한차분모형을 위한 동일한 간격의 직사각형 격자 수심자료를 만드는 세부과정을 자료로 소개하고자 한다. 필요한 프로그램은 Golden Software사의 Didger(dititiger 지원 S/W)와 Surfer(gridding & contouring S/W)로서, 비교적 간단하게 정확한 수심 자료를 얻을 수 있으며, 임의의 지점 떠는 영역에 제시된 정보로부터 필요한 직사각형 격자정보를 추출하는 방법에 적용이 가능하다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제16권2호
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• pp.75-82
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• 2004

본 연구는 상주해빈의 침식현상을 진단하기 위하여 해빈 단면 측량결과 및 저질 조사결과를 기초로 하여 해빈의 천이주행 특성 및 각 단면별 저류표사량을 산정 하여 해빈 보호 대책을 수립하기 위한 기초자료를 제시하고자 한다. 현장관측을 통하여 상주해빈에 침식방지의 기능을 도모하고자 설치한 돌제가 역기능을 나타내고 있음을 알 수 있었다. 이러한 이유는 도류제가 건설된 후 침식이 가속화되어 침식방지의 기능을 위하여 설치한 돌제가 침식방지의 기능보다는 침식을 가속화시키는 것으로 조사되었다. 그리고 Sonu and Beek(1971)가 제시한 해수면상 저류표사량 산정모델이 자연해빈뿐만이 아니라 해안 구조물이 설치된 해빈에도 유용한 모델임을 입증하였다.