• Ocean Systems Engineering
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• 제10권1호
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• pp.111-129
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• 2020

A simplified algorithm is proposed for fast estimation of the material quantities required for the construction of rubble-mound breakwaters. The proposed algorithm is able to employ only the data available at feasibility study phase such as the maximum draught of the design ship selected to transport the cargos to the harbor despite, because at the feasibility phase, information for the planned harbor is likely to be very limited. A linear-constant waterdepth model together with a proposed section configuration for the breakwaters, which is customary for harbors, is considered to calculate the quantity of materials. The numerical simulation of the wave characteristics has been verified using the recorded wave data collected by a buoy installed near the Neka harbor in Caspian Sea waters. A case study has been also applied to four harbors to validate the proposed algorithm. The estimated weights using the proposed linear-constant and multi-linear waterdepth models were compared using the bathymetry maps and layouts of these harbors. A computer program, written in QBasic language, has been developed to simulate the wave characteristics and to estimate the material quantities needed to construct a rubble-mound breakwater. The obtained results show that taking into account the acceptable accuracies normally applied to the feasibility study and conceptual design phases, the proposed algorithm is sufficiently accurate and highly effective for the conceptual estimation of materials' quantities of breakwaters in the feasibility study phase of harbor projects.

• 대한원격탐사학회지
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• 제35권1호
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• pp.151-162
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• 2019

Surface temperature has been derived from the MODIS/ASTER airborne simulator (MASTER) mid-wave infrared single channel data using the MODerate resolution atmospheric TRANsmission (MODTRAN) radiative transfer model with input data including the University of Wisconsin (UW) emissivity, the National Centers for Environmental Prediction (NCEP) atmospheric profiles, and solar and line-of-sight geometry. We have selected the study area that covers some surface types such as water, sand, agricultural (vegetated) land, and clouds. Results of the current study show the reasonable geographical distribution of surface temperature over land and water similar to the pattern of the MASTER L2 surface temperature. The thorough quantitative validation of surface temperature retrieved from this study is somehow limited due to the lack of in-situ measurements. One point comparison at the Salton Sea buoy shows that the present estimate is 1.8 K higher than the field data. Further comparison with the MASTER L2 surface temperature over the study area reveals statistically good agreement with mean differences of 4.6 K between two estimates. We further analyze the surface temperature differences between two estimates and find primary factors to be emissivity and atmospheric correction.

• 풍력에너지저널
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• 제2권2호
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• pp.30-37
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• 2011

A floating wind turbine dynamic simulation program, WindHydro, is newly developed taking into account wind inflow and incident wave. WindHydro consists of 5 modules, HDFloat for hydrodynamics, HDProp for hydrodynamic property calculation, HDMoor for mooring dynamics, AeroDyn for aerodynamics, DAFUL for multi-body dynamics with nonlinear elasticity, and interface program that connects each calculation module. A turbulent wind and regular wave load case is simulated for the 5-MW OC3-Hywind with a spar bouy platform and catenary mooring lines. The results are compared with the results of the FAST(developed by NREL). As a result, the overall system responses from WindHydro and FAST agree well although some differences in the generator responses are observed.

• 한국해양학회지:바다
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• 제12권4호
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• pp.251-261
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• 2007

본 연구에서는 경기만 근해 - 격렬비도와 덕적도 해역을 중심으로 - 에서 관측된 파랑 및 바람자료를 이용하여 바람과 파랑의 상호작용을 연구하였다. 2005년 1월에서 12월의 덕적도 부이 관측자료를 바탕으로 바람에 의한 파랑의 발생과 또 발생된 파랑에 의한 바람의 감쇄효과를 계산하였으며, 2005년 3월 19-26일과 5월 23-28일에 격렬비도 근해에서 관측된 자료를 이용하여 파랑이 발달할 때와 잔잔한 상태가 유지 될 때를 나누어 파랑 스펙트럼의 반응형태를 알아보았다. 또한, 시간에 따른 스펙트럼의 형태, 최대 에너지 주파수, 평형 영역의 기울기 등도 분석하였다. 관측풍속 $5-10ms^{-1}$의 범위에서 파랑에 의한 풍속의 감소는 최대 $2ms^{-1}$(응력${\sim}0.1Nm^{-2}$)를 보였고, $10-15ms^{-1}$일 때는 $3ms^{-1}$(응력${\sim}0.4Nm^{-2}$)의 차이를 보였다. 풍속과 파고의 상관분석에서도 관측풍속과 파고의 영향을 고려한 풍속(참풍속)의 경우 선형적인 상관도가 0.71에서 0.75로 약 0.04 정도 상승하였다. 잔잔한 상태에서 파랑이 발생할때 초기에는 4-5초의 단주기 파랑이 형성되고 발달과정을 거치면서 9-10초 주기의 장주기로 이동하며, 최대 에너지 주파주는 일정한 값을 유지하게 된다. 이 상태에 도달하는데 소요되는 시간은 약 6-7시간 정도였다. 또한 스펙트럼의 평형 영역 기울기는 파랑발생 초기에는 변화폭이 존재하나 풍파가 발달하면서 약 4.11의 값으로 접근하였다. 파랑 스펙트럼의 주파수대별 시간 변동과 마찰 속도와의 상관성에 있어 파랑 스펙트럼의 최대 에너지 주파수대 부근에서 높은 상관성을 보이는 경향을 보였으며 0.3 Hz와 0.35 Hz 에서 평균 0.80과 0.82 상관도를 보였다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제8권3호
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• pp.262-273
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• 2003

기상청에서 현업 예보용으로 사용되는 중규모 기상 모델(MM5/KMA)의 해상풍 예측 결과와 이를 입력 자료로 제 3세대 파랑 모델(WAVEWATCH-III)을 적용하여 2002년 1년 동안의 한반도 주변해역의 해상풍과 파랑 특성을 분석하였다. 모델 결과의 검증을 위해서 해양기상 관측 부이의 관측 자료와 TOPEX/POSEIDON위성의 유의 파고 자료를 이용한 통계 비교 분석을 실시하였다. 관측 값과 모델 결과 사이에 약 60-80%의 상관성을 나타내었고, 연안에 가장 근접해 위치한 칠발도의 풍향을 제외하면, 연안 지역까지의 해상풍과 파고를 본 모델에서 잘 재현하고 있다고 분석되었다. 위의 검증 결과를 토대로 2002년 한반도를 포함한 동아시아 해역의 월평균 해상풍 및 유의파고, 파장, 파주기의 분포도를 제시하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제19권3호
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• pp.185-193
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• 2016

본 연구에서는 부유식 풍력-파력 복합발전 플랫폼 안에 설치된 다수 파력발전기의 현 배치안을 부체 간의 상호 간섭효과를 고려하여 평가하였다. 다수 부체가 수면 위에 떠 있는 경우, 순수한 입사파와 함께 인접한 부체에 의해 발생하는 산란파와 방사파의 영향으로 인해 다수 부체 간의 상호작용 과정은 매우 복잡하다. 다수 파력발전기 배열에 따른 회절 및 방사 문제의 상호작용 해석을 위하여 고유함수전개법을 적용하였다. 해석해의 타당성을 검증하기 위하여 상용 프로그램인 WAMIT으로부터 계산된 수치계산 결과와 비교하였다. 다수 부체 간의 상호 간섭효과를 나타내는 q-factor를 이용하여 복합발전 플랫폼내의 24기 파력발전기의 현 배치안에 대한 전체 성능을 평가하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.1055-1062
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• 2015

본 논문에서는 GPS 위치 정보를 이용한 파고계측시스템을 제안한다. 제안한 시스템은 이중주파수 측정치 및 GPS 정밀위성정보를 이용하여 위치를 추정하는 PPP 기반 항법 알고리즘을 사용한다. 이를 이용하여 기준국으로부터 보정정보를 받는 RTK나 DGPS 기반 파고계와 달리 기준국과의 거리에 관계없이 높은 정확도로 위치 추정이 가능하다. 그리고 GPS 단독으로 운용되는 간단한 시스템이므로, 가속도계 기반 파고 계측 시스템처럼 다른 센서를 이용하여 누적되는 위치 오차를 보정할 필요가 없다. 제안한 파고계측시스템을 테스트하기 위하여 경북 울진 죽변항 인근 해역에 제안한 시스템과 기상청에서 활용하는 상용 파고계를 탑재한 부표를 설치하고, 시험 운용하였다. 그리고 부표로부터 전송된 두 가지 파고 데이터를 상호 비교함으로써 제안한 시스템의 성능을 평가하였다.

• 한국환경과학회지
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• 제24권3호
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• pp.291-302
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• 2015

The seasonal variations of sea surface winds and significant wave heights were investigated using the data observed from the marine meteorological buoys (nine stations) and Automatic Weather Stations (AWSs) in lighthouse (nine stations) around the Korean Peninsula during 2010~2012. In summer, the prevailing sea surface winds over the East/West Sea and the South Sea were northerly/southerly and easterly/westerly winds due to both of southeast monsoon and the shape of Korean Peninsula. On the other hand, the strong northerly winds has been observed at most stations near Korean marginal seas under northwest monsoon in winter. However, the sea surface winds at some stations (e.g. Galmaeyeo, Haesuseo in the West Sea) have different characteristics due to topographic effects such as island or coastal line. The significant wave heights are the highest in winter and the lowest in summer at most stations. In case of some lighthouse AWSs surrounded by islands (e.g. Haesuseo, Seosudo) or close to coast (e.g. Gangan, Jigwido), very low significant wave heights (below 0.5 m) with low correlations between sea surface wind speeds and significant wave heights were observed.

• 한국항해항만학회지
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• 제33권6호
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• pp.381-385
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• 2009

일반적으로 해양 시설물은 대부분 태양광 기반의 발전 시스템으로 구성된다. 태양광 발전 시스템은 날씨의 광량에 따라 변화한다. 태양광 발전 시스템은 흐린 날과 비오는 날에 전력 생산량이 감소한다. 태양광 발전량이 부족해지면 해양 시설물에 전력 부족이 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 논문은 태양광과 파력 시스템을 복합한 하이브리드 발전 제어 시스템을 제안한다. 파력 발전 시스템은 웰스 터빈과 영구자석 발전기로 구성되어 있다. 제안하는 시스템을 특별한 지역에 설치하고 태양광 발전 전력과 파력 발전 전력을 측정하였다. 실험결과 태양광 전력은 파력에 비하여 안정적인 전원이다. 그러나 파력은 태양이 없는 동안에도 전력을 공급할 수 있다. 제안하는 하이브리드 시스템의 전력 특성이 태양광 시스템에 비하여 높은 안정성을 갖는 것을 알 수 있다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제15권3호
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• pp.177-185
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• 2012

본 논문은 완도 금일읍 주변 해역의 내습 파랑 공간분포를 살펴보기 위해 18일간 현장 파랑관측을 실시하고 이를 외해 거문도 해양관측부이 자료와 비교하였으며, 수치모의를 통해 심해 설계파 및 계절별 평상 파랑 내습에 따른 양식장 주변의 입사파고 분포를 고찰하였다. 이를 통해 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 현장 파랑관측을 실시한 결과, 최대파고와 유의파고의 관계식 $H_{max}=1.6H_{1/3}$에 근접하는 파랑이 다수를 나타내었다. (2) 외해 입사 파랑에너지가 연안까지 도달함에 있어서 바람의 방향에 따라서 크게 영향을 받고 있으며, N계열의 풍향은 입사 파랑에너지의 감소에, S계열 풍향은 입사파랑에너지 전달에 영향을 주고 있음을 알 수 있었다. (3) 금일읍(평길도와 생길도) 전면해역에서 최대 심해설계파고가 4~5 m이며 파고감소율은 약 38.1~47.6%, 평상파랑의 경우 하계 3.6~4.0 m, 동계 2.3~2.7 m로 나타나 파고감소율은 41.8~49.1%에 해당하였다. (4) 평길도와 생길도 남측의 경우 해양파랑의 영향이 가장 크고, 섬의 북측 청도 수도 해역이 가장 정온한 상태를 나타내었으며, 두 해역간 유의파고비는 약 6배의 차이를 나타내었다.