• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제9권4호
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• pp.418-428
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• 2017

In offshore area, newly deposited Quaternary loose seabed soils are widely distributed. There are a great number of offshore structures has been built on them in the past, or will be built on them in the future due to the fact that there would be no very dense seabed soil foundation could be chosen at planed sites sometimes. However, loosely deposited seabed foundation would bring great risk to the service ability of offshore structures after construction. Currently, the understanding on wave-induced liquefaction mechanism in loose seabed foundation has been greatly improved; however, the recognition on the consolidation characteristics and settlement estimation of loose seabed foundation under offshore structures is still limited. In this study, taking a semi-coupled numerical model FSSI-CAS 2D as the tool, the consolidation and settlement of loosely deposited sandy seabed foundation under an offshore breakwater is investigated. The advanced soil constitutive model Pastor-Zienkiewics Mark III (PZIII) is used to describe the quasi-static behavior of loose sandy seabed soil. The computational results show that PZIII model is capable of being used for settlement estimation problem of loosely deposited sandy seabed foundation. For loose sandy seabed foundation, elastic deformation is the dominant component in consolidation process. It is suggested that general elastic model is acceptable for subsidence estimation of offshore structures on loose seabed foundation; however, Young's modulus E must be dependent on the confining effective stress, rather than a constant in computation.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2023년도 추계학술대회
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• pp.116-118
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• 2023

최근 환경오염에 대한 규제 강화로 인해 선박 운항은 경제적이며 지속가능한 최적화 항법에 대한 필요성이 대두되고 있다. 하지만 기상예보 기술의 발전에도 불구하고, 여전히 잘못된 기상예보로 인한 악천후에 조우하는 선박 사고들은 지속적으로 발생하고 있다. 본 연구에서는 악천후에 조우하는 선박의 실태를 파악하고 분석하기 위해, 운항중인 선박의 정보를 측정하고자 하였다. 여기서 측정한 데이터의 종류는 항해 (위치, 속도, 방위, 타각 등) 및 엔진 (엔진 회전수, 출력, 축 추력, 연료 소비량) 관련 정보, 기상 상태 (바람, 파도), 선박운동 (선박종, 횡운동 등) 등의 정보들이 포함되었다. 실측 실험을 시행한 선박의 종류는 28,000 DWT급 벌크선, 63,000 DWT급 벌크선, 20,000 TEU급 컨테이너선, 12,000 TEU급 컨테이너선박이다. 각 선박의 실선실험은 여러 가지 종류의 데이터를 각각 취득하여 다목적으로 선박 운항에 관련한 연구들에 활용하고자 한다. 또한 실선실험 시의 해상 상태를 확인하기 위해, 파도 시뮬레이션 모델을 이용하여 방향성 파랑 스펙트럼 등을 재현하였다. 실선 실험의 데이터 취득 및 파도 시뮬레이션 결과 등을 통하여, 선박레이더를 이용한 정확한 파도정보 파악 및 화물 붕괴 사고 등에 대한 연구를 진행하고 있다. 이에 더불어, 선박운항의 안전성 및 효율성 관점에서 다양하게 활용될 것으로 기대된다.

• 수산해양기술연구
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• 제39권3호
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• pp.239-248
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• 2003

우리나라 주변해역에 서식하는 주요 어종의 체장식별에 필요한 음향반사강도의 data bank를 구축하기 위한 연구의 일환으로 대형음향수조에서 부세의 체장에 따른 음향반사강도를 측정하고, 그 반사강도의 체장 의존성 및 KRM 산란모텔에 의한 이론 반사강도와 측정치를 비교, 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 체장의 범위가 21.0-32.5 cm인, 총 13마리의 부세를 대상으로 구한 평균반사강도패턴에서 최대 반사강도는 tilt angle이 -13.35$^{\circ}$ 인 입사방향에서 나타났고, 이 때의 반사강도는 -35.13 ㏈ 이었다. 2. 부세의 체장 (fork length, cm)과 평균반사강도의 사이에는 다음의 회귀직선식이 성립하였다. TS=23. 76log(L) -73.45(r=0.47) TS=20log(L) -67.35이 결과로부터 부세의 반사강도는 체장의 2.376승에 비례하는 경향을 나타내었고, 체장변환계수는 체장의 2승에 근사시켜 구한 값 보다 6.1 ㏈ 더 낮게 나타났다. 이들의 결과는 향후 체장어군탐지기의 체장변환계수의 값으로서 활용될 것으로 판단된다. 3. 평균체장은 25.59 cm인 총 13마리의 부세에 대한 반사강도의 빈도분포로부터 구한 반사강도는 -41.23 ㏈이었고, 이 값으로부터 구한 체장변환계수는 -69.72 ㏈이었다. 4. KRM model에 의한 부세의 이론반사강도는 L/λ 비가 15보다 작은 영역에서는 파동상의 변화를 나타내면서 증가하는 경향을 나타내었고, 15보다 큰 영역에서는 매우 완만하게 증가하는 경향을 나타내었다. 5. 부세의 평균반사강도의 측정치는 KRM 산란모델에 의한 예측치보다 전반적으로 낮은 경향을 나타내었고, 보다 정량적인 분석을 위해서는 광범위한 주파수 범위에 대한 실험이 필요하다고 판단된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제31권5호
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• pp.320-333
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• 2019

양빈이 수행된 해빈의 침식률 산정을 위한 물리기반 해빈 지형모형이 제시되었다. 동수역학 모형은 OpenFOAM에 기반 한 tool box인 IHFOAM으로 구성되며, Morphology 모형은 부유사를 대상으로 한 이송확산방정식, 소류사 이송을 포함한 표사 수지 개념으로부터 유도된 Exner 식으로 구성하였다. 표사 이송여부, 부유사 농도저면 경계치, 소류사 이송률 산출과정에는 Shields Diagram, 삼차원 수치 모의된 유동계 정보로부터 직접 산출된 저면 전단응력이 활용된다. 본 논문에서 제시된 지형 모형을 검증하기 위해, 경사가 1/6인 단조 해안에서의 천수과정, 쇄파과정, 이에 따른 저면 변화를 수치 모의하였다. 모의결과 비선형 천수과정에서 예상되는 왜곡되고 왜도된 저면전단응력이 비교적 정확히 모의되었다. 또한 전빈에서 진행되는 쇄파로 인해 부유되고 침식된 표사가 up-rush에 의해 후빈으로 이동되어 형성되는 swash bar와 up-rush 정점에서 방향을 바꾸어 먼 바다 방향으로 진행되는 back-wash에 의해 쓸려간 표사가 수심증가에 따라 back-wash 흐름 강도가 약해지면서 퇴적하여 형성되는 breaker bar가 성공적으로 모의되는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2010년도 한국우주과학회보 제19권1호
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• pp.30.3-31
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• 2010

We performed a comprehensive comparison between GPS Global Ionosphere Map (GIM) and TOPEX/Jason (T-J) TEC data for the periods of 1998~2009 in order to assess the performance of GIM over the global ocean where the GPS ground stations are very sparse. Using the GIM model constructed by CODE at University of Bern, the GIM TEC values were obtained along the T-J satellite orbit at the locations and times of the measurements and then binned into various geophysical conditions for direct comparison with the T-J TECs. On the whole, the GIM model was able to reproduce the spatial and temporal variations of the global ionosphere as well as the seasonal variations. However, the GIM model was not accurate enough to represent the well-known ionospheric structures such as the equatorial anomaly, the Weddell Sea Anomaly, and the longitudinal wave structure. Furthermore, there seems to be a fundamental limitation of the model showing the unexpected negative differences (i.e., GPS < T-J) in the northern high latitude and the southern middle and high latitude regions. The positive relative differences (i.e., GIM > T-J) at night represent the plasmaspheric contribution to GPS TEC, which is maximized, reaching up to 100% of the corresponding T-J TEC values in the early morning sector. In particular, the relative differences decreased with increasing solar activity and this may indicate that the plasmaspheric contribution to the maintenance of the nighttime ionosphere does not increase with solar activity, which is different from what we normally anticipate. Among these results, the plasmaspheric contribution to the ionospheric GPS TEC will be presented in this talk and the rest of it will presented in the companion paper (poster presentation).

• 지구물리와물리탐사
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• 제11권2호
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• pp.153-160
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• 2008

실제 매질에서 전파하는 파의 거동을 묘사하기 위하여 탄성파 모델링을 수행한다. 일반적으로 실제매질은 반무한 매질이나 컴퓨터를 이용한 수치모델링에서 반무한 매질을 표현하기는 쉽지 않다. 따라서, 유한한 크기의 모형을 가정하며, 이 경우 모형의 좌우 및 하부 경계는 가상의 경계이므로 이로부터 반사되는 인위적인 반사파들은 적절한 경계조건을 도입하여 제거되어야 한다. 최근 들어 등방성 매질 뿐 아니라 이방성 매질에 대한 연구가 증가하면서 이방성 매질에서의 경계를 적절히 표현해 줄 수 있는 방법이 필요하게 되었다. 본 연구에서는 등방성 매질의 탄성파 모델링에서 가장 많이 이용되는 스펀지 경계조건, Clayton과 Engquist가 제안한 흡수경계조건, Higdon의 흡수경계조건 세 방법을 이방성 매질에 적용할 수 있도록 변형한 후 다양한 포아송의 비를 갖는 모형에 적용함으로써 세 경계조건의 특성을 분석해 보았다. Clayton과 Engquist의 흡수경계조건은 등방성 매질에서 포아송의 비가 클 때 불안정한 모습을 보이는데, 이방성 매질에서도 역시 같은 결과를 보여주었다. 스펀지 경계조건은 등방성 매질과 이방성 매질에서 매우 좋은 결과를 보여주었지만, 컴퓨터 메모리나 계산시간을 고려하였을 때 비효율적이다. 이에 반해 Higdon이 제안한 경계조건은 필요로 하는 컴퓨터 메모리와 계산시간이 적을 뿐 아니라 큰 각도로 입사되는 파에 의해 발생하는 반사파까지 효과적으로 제거하였다. 따라서 포아송의 비가 비교적 크게 나타나는 이방성 매질에서는 계산상의 효율성 등을 고려할 때 Higdon의 흡수경계조건이 적합할 것으로 생각된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.427-435
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• 2021

환경시설물, 댐과 같은 유체를 저장하는 시설물을 대상으로 엄밀하게 지진 거동을 평가하기 위해서는 유체-구조물 상호작용을 고려한 해석이 필요하다. 특히, 댐-호소 계와 같이 상류 방향으로 무한 영역을 가지는 경우에는 이를 적절히 고려해야 할 필요가 있다. 본 연구에서는 댐-호소 계와 같은 반무한 유체 영역을 갖는 시스템을 대상으로 무한 영역의 파전파 해석 및 유체-구조물 상호작용 해석을 위한 실용적인 수치 모형을 제시하였다. 시간영역에 적용가능한 방법으로 정확하면서도 경계적인 해석이 가능하다. 무한 유체 영역에 대해서는 일반 acoustic finite element 대신 작은 개수의 mid-point integrated acoustic finite element를 적용하고 최종 경계에는 점성경계를 부과한다. 제안하는 방법의 유효성과 정확성을 검증하기 위해 강체 댐체를 가정한 반무한 호소계를 대상으로 적용하는 요소의 개수, 모델링 영역 크기 등을 매개변수로 해석해와 비교·검증하였다. 제안된 방법을 적용하여 댐-호소 계의 유체-구조물 상호작용을 부가질량을 사용하는 경우와 비교하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제43권5호
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• pp.560-567
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• 2006

FPSO and shuttle tanker are connected to each other by a mooring hawser and a loading hose through which cargo oil is off-loaded. Even in mild sea-state. environmental loads can cause unstable large drift motions between two vessels in tandem off-loading operations, which may result in collision incidents. Accordingly. the analysis on the relative motion between two vessels due to the environmental loads should be investigated in initial design stage. In this study, the low speed maneuvering equation is employed to simulate nonlinear motions of FPSO and shuttle tanker. Low frequency wave drift forces including hydrodynamic interactions between two vessels are evaluated by near field approaches. Current loads are determined by mathematical model of MMG and wind loads are calculated by employing the wind spectrum according to the guidelines of API-RP2A. Mooring forces produced by turret mooring lines and a flexible hawser are modeled quasi-statically by catenary equations. The effect of environmental loads that affect nonlinear motion is investigated through variation in their magnitudes and the nonlinear motions between FPSO and shuttle tanker are simulated under wave, current and wind in time domain.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2006년도 추계학술발표회
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• pp.53-58
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• 2006

연안 해안공학의 발달과 더불어 경제적이고 설치가 용이하며, 해수 정온화를 고려한 부유식소파제에 대한 관심이 점차 늘어나고 있다. 본 연구는 와류방식에 의한 파랑제어로 쓰이는 이흘수판이 부착된 부소파제 주위에서 생성되는 박리현상, 와의 생성과 소멸, 플래핑 (flapping) 현상 등 이흘수판을 부착함으로서 생성되는 유동장에 대해 기계공학 및 유체역학 분야에서 각광을 받고 있는 입자영상유속계 (PIV, Particle Image Velocimetry: 이하 " PIV"로 표기)를 이용하여 순간속도장, 시간평균속도장, 등속도 분포 등을 구하여 이흘수판형 부소 파제 주변의 유동을 해석하였다.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2005년도 후기학술대회논문집
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• pp.156-157
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• 2005

Gas hydrate is ice-like crystalline lattice, formed at appropriate temperature and pressure, in which gas molecules are trapped. It is worldwide popular interesting subject as a potential energy. In korea, a seismic survey for gas hydrate have performed over the East sea by the KIGAM since 1997. In this paper, we had conducted numerical and physical modeling experiments for seismic properties on gas hydrate with field data which had been acquired over the East sea in 1998. We used a finite difference seismic method with staggered grid for 2-D elastic wave equation to generate synthetic seismograms from multi-channel surface seismic survey, OBC(Ocean Bottom Cable) and VSP(Vertical Seismic Profiling). We developed the seismic physical modeling system which is simulated in the deep sea conditions and acquired the physical model data to the various source-receiver geometry. We carried out seismic complex analysis with the obtained data. In numerical and physical modeling data, we observed the phase reversal phenomenon of reflection wave at interface between the gas hydrate and free gas. In seismic physical modeling, seismic properties of the modeling material agree with the seismic velocity estimated from the travel time of reflection events. We could easily find out AVO(Amplitude Versus Offset) in the reflection strength profile through seismic complex analysis.