• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.654-659
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• 2018

본 연구에서는 연안 환경에 대한 대표적인 지상 원격 관측 기기인 Ocean Radar를 이용하여 장기파랑관측을 수행하였다. 지상에 설치한 기기로부터 이루어지는 원격 관측은 소수의 현장 기기 개수로는 관측할 수 없는 넓은 범위의 해역을 통시에 관측할 수 있고 또한 높은 빈도의 지속적인 관측이 가능한 장점이 있다. 장기관측을 위한 Ocean Radar는 과거 지진해일에 의한 피해가 발생하고, 원자력 발전소가 위치한 한국 동해안의 삼척지역에 대해 장기관측을 수행하였으며, 원격관측의 적용성을 검토하기 위해 수압식 파고계를 설치하여 각각의 조사자료를 비교하였다. 원격파랑관측은 연구대상해역 전면에 독일 Helzel사에서 개발된 Array type의 HF-RADAR인 WERA (WavE RAdar)를 2개소에 설치하여 자료를 취득하였으며, 장기간 연속된 관측된 자료의 취득률을 분석해본 결과, Ocean Radar 가 설치된 두 Site의 중심에서 약 24km이며, 약 27km의 범위 내에서는 Wave 자료가 90% 이상 취득되었으며, 시계열로 분석한 결과, 결측된 시간이 전체 계측기간의 1% 미만이다. 직접관측방식인 수압식 파고계와 관측자료를 비교한 결과, RMS 편차는 20cm 이내이며, 상관계수가 0.84 ~ 0.87로 높은 상관관계를 가지는 것으로 분석되었다. 따라서, 금회적용한 Ocean Radar는 기존의 파랑 계측 장비를 대체하여 장기간 면적 파랑관측이 가능할 것으로 생각된다.

• 한국해양공학회지
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• 제36권6호
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• pp.380-389
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• 2022

In the Haeundae area of Busan, South Korea, damage has continued to occur recently from building wind from caused by dense skyscrapers. Five wind observation stations were installed near LCT residential towers in Haeundae to analyze the effect of building winds during typhoon Omais. The impact of building wind was analyzed through relative and absolute evaluations. At an intersection located southeast of LCT (L-2), the strongest wind speed was measured during the monitoring. The maximum average wind speed for one minute was observed to be 38.93 m/s, which is about three times stronger than at an ocean observation buoy (12.7 m/s) at the same time. It is expected that 3 to 4 times stronger wind can be induced under certain conditions compared to the surrounding areas due to the building wind effect. In a Beaufort wind scale analysis, the wind speed at an ocean observatory was mostly distributed at Beaufort number 4, and the maximum was 8. At L-2, more than 50% of the wind speed exceeded Beaufort number 4, and numbers up to 12 were observed. However, since actual measurement has a limitation in analyzing the entire range, cross-validation with computational fluid dynamics simulation data is required to understand the characteristics of building winds.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.11-18
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• 2022

본 연구는 대한해협 인근 입자추적 예측 기법의 정확도 개선을 위해서 해수유동 수치모델 결과를 이용하여 만든 입자추적 모델과 현장 관측 자료를 이용한 기계학습 기반 입자 추적 모델을 비교 및 분석하였다. 세부 연구 방법으로는 대한해협에서 관측된 표층 뜰개 이동 궤적 자료, 3개 관측소(가거도, 거제도, 교본초 관측소)의 조위 및 바람자료를 학습시켜 만든 기계 학습(선형 회귀, 의사결정나무) 기반 예측자료, 수치모델 예측자료(ROMS, MOHID)를 3가지 오차평가방법(CC, RMSE, NCLS)을 통해 비교하였다. 최종 결과로서 CC와 RMSE에서는 의사결정나무 모델의 예측 정확도가 가장 우수하였고 NCLS에서는 MOHID 모델의 예측 결과가 가장 우수하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제32권5호
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• pp.296-306
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• 2020

수압식 파고계(WTG)로 관측한 파고가 저파랑 환경에서 저평가되는 문제가 제기되어 왔으며 이 자료를 보정하여 관측오차를 줄이는 것은 WTG 실측자료를 사용해 항만정온도 기준을 개선하는데 매우 중요하다고 할 수 있다. 본 연구에서는 네 지점에서 관측한 AWAC 및 부이식 파고계(Waverider buoy) 자료를 사용하여 동일 지점에서 관측한 WTG 유의파고를 보정하였다. 먼저 저파랑 조건 하에서 WTG 유의파고(H_m0) 값이 저평가되는 경우에도 유의파고와 첨두주기의 곱인 WTG HT는 저평가되지 않고 AWAC 및 부이식 파고계의 HT와 선형관계를 유지함을 발견하였으며, 이 선형성을 적용하여 WTG HT와 H_m0 간의 분포를 대표하는 3차 함수를 각 지점 별로 산정하였다. 이 함수를 사용하여 저파랑 임계파고로 설정한 0.7 m 이하의 WTG H_m0를 보정하였으며, 그 결과 보정된 WTG H_m0와 AWAC 및 Waverider buoy H_m0의 선형관계가 향상되었고 저평가되었던 파고도 상당부분 개선되었음을 확인하였다. 본 연구 결과를 적용하면 HT의 선형성이 유지되는 타 지역의 WTG 관측 파고를 보정하는 일과, 나아가 보다 정확한 실측자료를 제공해 해당 항만의 개선된 정온도 기준을 마련하는 일에 기여할 수 있을 것으로 예상된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제34권6_2호
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• pp.1261-1272
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• 2018

북극 지역의 대기 온도는 바다 및 해빙, 대기 사이의 에너지 교환에 큰 역할을 하므로 북극 대기 온도를 정확하게 파악하는 것은 중요하다. 하지만 현장 관측 자료들은 북극 대기 온도의 공간적인 분포를 나타내는 데에 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 부이(buoy) 자료와 Advanced Microwave Scanning Radiometer 2(AMSR2) 위성자료를 이용하여 기계학습 기반 여름철 대기 온도 추정 모델을 구축하였다. 기계학습으로는 random forest(RF) 및 support vector machine(SVM)을 사용하였으며, AMSR2 관측 시간에 따라 하루 두 번의 대기 온도를 추정하였다. 또한 추정된 대기 온도를 유럽 중기예보센터(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts, ECMWF)의 ERA-Interim 재분석자료의 대기 온도와 공간 분포를 비교하였다. 교차 검증 결과 두 가지 기계학습 기법 모두 0.84-0.88의 $R^2$ 및 $1.31-1.53^{\circ}C$의 RMSE를 보였다. 공간적인 분포에서 IABP 부이 관측 자료가 존재하지 않는 바렌츠해(Barents Sea), 카라해(Kara Sea) 및 배핀만(Baffin bay) 지역에서는 기계학습 모델이 ERA-Interim 대기 온도에 비하여 과소 추정하는 경향을 보였다. 본 연구는 경험적인 북극 대기 온도 추정의 가능성과 한계점을 서술하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제33권3호
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• pp.275-285
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• 2017

국가기상위성센터(NMSC)는 2011년 4월부터 천리안 위성(COMS) 해수면온도자료를 생산해왔다. 본 연구에서는 천리안 해수면온도 알고리즘을 이용하여 북서태평양 지역에 최적화된 해수면온도 산출 알고리즘 및 정지궤도와 극궤도 위성의 해수면온도 자료 합성 알고리즘을 개발하였다. 북서태평양 해역에 최적화된 천리안위성 해수면온도를 산출하기 위해 천리안 위성 자료와 부이(Buoy) 해수면온도 자료를 이용하여 해당지역에 최적화된 회귀계수를 산출 하였으며, 정확도 향상을 위한 새로운 구름 및 기타 오염 화소 제거와 부이자료의 품질검사 과정을 수행하였다. 그리고 본 연구에서 산출한 북서태평양 지역에 최적화된 천리안 위성 해수면 온도와 극궤도 위성(NOAA-18/19 and GCOM-W1) 해수면온도 자료를 이용하여 합성해수면 온도를 산출하였다. 합성 방법은 국립기상과학원에서 개발한 합성해수면온도 알고리즘을 응용하여 적용하였다(NIMR, 2009). 북서태평양 해역에 최적화된 천리안위성 해수면온도를 산출하기 위해 2011년 4월부터 2012년 3월까지의 위성 및 부이 자료를 사용하였고, 합성 해수면온도를 산출하기 위해 2012년 7월부터 2013년 6월까지의 자료를 사용하였다. 합성 해수면온도와 부이 해수면온도 자료를 비교한 결과 $0.95^{\circ}C$의 평균 제곱근 오차(RMSE)를 나타냈다.

• Journal of Ship and Ocean Technology
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• 제10권4호
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• pp.34-48
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• 2006

The visual observation of wave condition depends on the observer's skill and experience. Also, the environmental conditions such as light and cloud heavily influence the visual measurement. In the speed test of sea trial, the wave measurement should be objective and accurate. In this paper, the problems of visual measurement and their effects on speed test are described. To overcome those problems, we developed the wave measurement system using commercial marine X-band radar, WaveFinder. The system installed at inland base was calibrated by waverider buoy and then the system's operability was defined. Onboard tests had also been performed three times for formal wave measurement to correct the ship speed. The results illustrated very good agreement with visual observation by experts. It can be concluded that the system would be useful to measure wave and swell information for the sea trial, irrespective of day and night.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제18권7호
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• pp.1377-1386
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• 2017

본 논문에서는 개발 분야가 취약한 해양관련 기상기후와 파고를 실시간으로 측정할 수 있는 스마트 해양기상관측 파고 시스템을 제안하고자 한다. 현재 국내에서는 해양파고 측정 장치가 없으며 대부분 수입하여 사용하고 있다. 대부분 수입 제품은 긴 시간 동안 측정이 불가능 하고 실시간으로 데이터를 전송하지 못하는 단점을 가지고 있다. 따라서 본 논문의 스마트 해양기상관측 파고 시스템은 데이터로거 방식으로 실시간 해양기상을 관측하고 기존의 데이터로거가 가지고 있는 기능과 해양에서 사용할 수 있는 다양한 센서들을 동시에 적용하여 사용할 수 있다. 해양파고 측정은 칼만 필터 알고리즘을 적용하였고 실시간 파고를 측정할 때 발생되는 노이즈와 정확도를 높였다. 본 논문에서는 검교정 장치와 실제 해양 테스트를 통하여 알고리즘을 적용하였을 때와 적용하지 않았을 때를 실험하였고 실험을 통하여 결과를 도출하였다. 개발된 시스템은 해양에서 사용되는 시스템으로 충전이 가능한 리튬 인산철 배터리를 개발하였고 최적의 사용을 위하여 RTC 기반의 타이머를 이용하여 소비 전력을 최소화 하였다. 본 논문에서는 측정 주기에 따른 실험을 통하여 최적의 배터리 사용과 측정값을 도출하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제33권4호
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• pp.588-594
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• 2009

The maximum power point operation point(MPPOP) of photovoltaic(PV) power generation systems changes with varying atmospheric conditions such as temperature, solar radiation. For achieving a high efficiency in PV system, it is very important for PV system to track the MPPOP correctly according to operation condition. Although the MPPT(maximum power point tracking) algorithm which applied P&O(Perturbation & Observation) or IncCnd(Incremental Conductance) algorithm tracks the MPPOP efficiently, its efficiency drops noticeably in case that the incidence angle of PV panel on buoy changes rapidly. To solve this problem, this paper proposes maximum power point searching and tracking algorithm(MPPST). The proposed algorithm set the specific area and measures the PV voltage at the same interval. The proposed algorithm have been obtained high efficiency than P&O algorithm through ocean experiment.

• 한국지구과학회지
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• 제39권5호
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• pp.436-457
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• 2018

본 연구에서는 3차원 순환 모델인 MOHID (MOdelo $HIDrodin{\hat{a}}mico$) 모델을 적용하여 한반도를 포함한 동아시아 해역의 2016년 해황 변동을 재현하였다. 재현 결과는 객관 분석장(EN4, ARMOR3D, AVISO, SIO 자료)과 현장 관측 자료(정선 해양 자료, 부이 자료)를 사용하여 검증하였다. 검증 결과 MOHID로 재현된 수온, 해면 고도 편차, 표층 유속 및 혼합 층 깊이 등의 전반적인 해황 구조가 동아시아 해역의 객관 분석 자료들과 유사하게 나타났다. 특히 연안의 부이 자료와 비교하였을 때, 표층 수온 및 해면 고도 편차의 상관 계수는 모두 0.8 이상이며, 표준화된 표준편차는 0.85-1.15의 값을 보였다. 그러나 여름철 동해의 수온 약층의 구조 및 황해와 남해의 강한 성층 현상 재현에 관한 추가적인 개선이 필요할 것으로 분석되었다.