• 한국해양공학회지
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• 제26권6호
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• pp.7-13
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• 2012

This paper presents a numerical study of the wave loads acting on offshore structures using a Cartesian-grid-based flow simulation method. Finite volume discretization with a volume-of-fluid (VOF) method is adopted to solve two-phase Navier-Stokes equations. Among the many variations of the VOF method, the CICSAM scheme is applied. The body boundary conditions are satisfied using a porosity function, and wave generation is carried out by using transient (wave or damping) zone approaches. In order to validate the present numerical method, three different basic offshore structures, including a sphere, Pinkster barge, and Wigley model, are numerically investigated. First, diffraction and radiation problems are solved using the present numerical method. The wave exciting and drift forces from the diffraction problems are compared with potential-based solutions. The added mass and wave damping forces from the radiation problems are also compared with the potential results. Next, the wave-induced motion responses of the structures are calculated and compared with the existing experimental data. The comparison results are fairly good, showing the validity of the present numerical method.

• Journal of Advanced Research in Ocean Engineering
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• 제1권3호
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• pp.168-175
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• 2015

This study consists of an experimental investigation of the reduction of the second-order roll motion of a semi-submersible platform in head sea conditions by adding hull damping. The second-order heave drift force and roll drift moment are known to be the main triggers that induce the list angle (Hong et al., 2010). Hong et al. (2013) used numerical calculations to show the possibility of reducing the list angle by changing the pontoon shape and adding a damping device on the hull. One of their findings was that the reduction in the list angle due to the increase in pontoon surface damping was significant. A series of model tests were carried out with a 1:50 scaled model of semi-submersible at the KRISO wave basin. The experiments indicated that adding damping on the hull surface effectively suppressed the list angle.

• 수산해양교육연구
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• 제29권1호
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• pp.286-296
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• 2017

This paper conducted a simulation to research the motion of a vessel, which had the flooding accident in the Bering Sea in 2014, thereby being flooded and un-steerable. As the wind condition was very harsh, the vessel was modeled as 3D including large upper deck structures and the Fujiwara's method was used for an estimation of the effect of wind forces and moments acting on ship. In the case of wave influence, AQWA-Drift that enables considering the effects of drift force and AQWA-Naut that enables considering the effects of green water were mainly used. Basically, loading and flooding condition were equal to the accident condition but half-drained condition was also used to consider drain ability. Furthermore, both 6 DOF and 5 DOF option that Yaw motion is fixed, were utilized to compare the steerable and un-steerable condition. As a result, the author found out that what roll angle triggers green water, how often it happens, and how the vessel moves on the stormy weather condition.

• 한국해안해양공학회지
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• 제3권2호
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• pp.92-99
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• 1991

해상에 계류된 부유체는 입사하는 파도에 의해 선형항인 파랑하중과 함께 2차항인 표류력을 받는다. 2차항의 표류력은 자유표면조건의 비선형성에 의해 서로 유사한 주파수를 갖는 2개의 선형 성분파간의 상호작용으로 발생하는 장주기 성분을 포함하고 있다. 대개의 계류계의 수평 인장력은 관성력항에 비해 아주 작은 양이고, 따라서 계류계의 설치로 나타나는 부유체의 수평운동 고유주기는 장주기이므로 때로는 공진이 일어나게 된다. 이렇게 야기된 대진폭운동은 작업조건을 악화시키는 것은 물론 계류계에 심각한 손상을 줄 수 있다. 부유체의 계류계로 최근 관심을 모으고 있는 Turret 계류계의 설계에도 이러한 장주기 표류력에 대한 고려와 함께 풍향성이 있는(weathervaning) 천이운동시 Roller Bearing에 걸리는 수평하중에 대한 해석이 필수적이다. 본 논문에서는 불규칙파중에 계류된 부유체에 작용하는 장주기 표류력을 2차 전달함수를 사용하여 계산한 뒤 장주기 표류력에 의한 전후동요를 시간기억 효과를 고려하여 시뮬레이션하였다. 계류계로는 분산된(spread) Turret형 계류계를 대상으로 하였으며 계류계의 수평인장계수를 매시간 단계마다 계산하는 방법으로 비선형성을 고려하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제29권1호
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• pp.1-7
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• 2005

항만을 출입항하는 선박의 통항 안전을 확보하기 위해서는 방파제와 같은 항만 시설물의 설계 또는 배치시에는 우선적으로 선박의 조종 성능을 감안하여 교통 흐름이 원활하도록 적정한 항로를 지정하여야 한다. 이 연구에서는 부산항 및 감천항 입항을 위해 방파제 인접 항로에서 일정 침로로 접근하는 컨테이너 선박이 외력인 바람, 조류, 파랑에 의해 선체에 발생하는 횡압류 및 회두 현상을 정량적으로 분석하여, 선속에 따라 외력을 상쇄하기 위해 취해야 할 대응타각을 산출한다. 또한 향후 방파제 설계 및 배치시 고려해야 될 외력하의 선박의 조종 성능요소를 제안함과 동시에 방파제의 설계와 항로 배치와의 관계에 대하여 고찰한다.

• 한국항해항만학회지
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• 제37권6호
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• pp.663-671
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• 2013

해운대 해수욕장은 육지로부터 유입되는 모래 공급원의 감소와 고파랑 및 반사파 등의 영향으로 백사장의 폭이 매년 감소하는 것으로 나타났다. 표사이동에 따른 해빈변형 문제를 해결하기 위해서는 해빈류의 특성을 예측할 필요가 있다. 본 연구에서는 해운대 해수욕장에 대한 장기적이고 종합적인 관측자료를 바탕으로, 계절별 대표파랑과 이상파에 대한 해빈류 및 표사이동 수치실험을 실시하였다. 여름에는 평상파 및 S계열 파랑에 의해서 해빈류는 연안을 따라 동쪽으로 흘러 미포측에서 퇴적되는 양상을 보이고, 겨울에는 평상파 및 E 계열의 파랑에 의해 해빈류는 서향하여 동백섬 인근에서 퇴적양상을 보이고 있다. 50년빈도 고파랑 내습시 SSW 파랑은 해운대 중앙에서 이안류가 발생하고, ESE 파랑은 미포측에서 연안을 따라 서측으로 흐름을 발생시키는 것으로 나타났다.

• 대한조선학회논문집
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• 제48권6호
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• pp.516-527
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• 2011

This paper considers a numerical analysis of ship maneuvering performance in the high amplitude incident waves by adopting linear and nonlinear ship motion analysis. A time-domain ship motion program is developed to solve the wave-body interaction problem with the ship slip speed and rotation, and it is coupled with a modular type 4-DOF maneuvering problem. Nonlinear Froude-Krylov and restoring forces are included to consider weakly nonlinear ship motion. The developed method is applied to observe the nonlinear ship motion and planar trajectories in maneuvering test in the presence of incident waves. The comparisons are made for S-175 containership with existing experimental data. The nonlinear computation results show a fair agreement of overall tendency in maneuvering performance. In addition, maneuvering performances with respect to wave slope is predicted and reasonable results are observed.

• 한국해양공학회지
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• 제17권4호
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• pp.8-15
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• 2003

When a typoon sets into harbour, a moored ship shows erratic motions and even mooring line failure may occur. such troubles may be caused by harbour resonance phenomena, resulting in large motion amplitudes at low frequency, which is close ti the natural frequency of th moored ship. The nonlinear motions of a ship moored to quay are simulated under external forces due to wave, current including mooring forces in time domain. The forces due to waves are obtained from source and dipole distribution method in the frequency domain. The current forces are calculated by using slow motion maneuvering equation in the horizontal plane. The wind forces are calculated from the empirical formula of ABS and the mooring forces of ropes and fenders are modeled as linear spring.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.308-320
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• 2021

해안침식의 근본적 대책으로서 감소한 공급 토사량 회복을 포함한 종합 토사관리 대책이 유효하지만, 계획에 있어서는 하천에서 바다로 유출된 토사 가운데 어느 정도의 양이 어느 정도의 속도로 해안에 다시 공급되는 토사량의 평가와 이를 위해서는 하천과 바다의 결절점인 하구지역에서 발생하는 토사의 이동 메커니즘 분석이 매우 중요하다. 하지만 지금까지 홍수 시의 하구사주 붕괴(flushing) 과정을 해석하는 수치모델에 관한 연구는 진행되고 있지만 하구사주의 형성 및 발달 과정을 해석하는 수치모델은 아직 확립되어 있지 않은 것이 현재의 연구 진행상태이다. 본 연구에서는 종합토사관리를 위해 유출된 토사가 회복되는 토사량의 평가를 위해 파랑변형, 유황계산 및 지형변화 모델을 구축하여 하구사주의 생성과정을 수치해석을 통한 재현을 목적으로 한다. 하구사주의 생성과정을 모의하였으며 에너지 파랑 및 작용 시간의 개념을 도입하여 장기간 표사이동의 예측을 실시하였다. 계산에 필요한 외력조건은 하구사주가 지배적으로 발달하는 동계시 작용하는 파랑조건과 하천의 유량을 고려하였으며 초기지형은 홍수시 마읍천의 하구사주가 붕괴(flushing)된 직후의 지형정보를 초기조건으로 설정하였다. 그 결과 입사파향에 따라 해빈류에 의해 하구사주의 발달과 생성과정을 재현하였으며 초기지형으로부터 약 66시간 경과 후 맹방하구 사주의 형태로 발달되는 것으로 나타났다.

• 대한조선학회지
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• 제26권2호
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• pp.25-31
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• 1989

정규칙파 중에서의 이차원 주상체의 대진폭 운동이 시간영역 수치계산법에 의해 다루어졌다. 물체표면 경계조건을 각 순간의 실제 물체표면에서 적용하므로 대진폭 운동에서 고려되어야 하는 물체 위치변화 및 형상변화 등에 의한 비선형효과가 고려되고 있으며, 자유표면에서의 비선형효과는 고려되지 않는다. 단순강제동요 및 자유동요문제에 적용된 바 있는 물체 표면 소오스 분포와 자유표면 스펙트럴 표현방법이 입사파의 강제력을 포함하도록 확장 적용되었고 물체의 운동응답은 시간적분법에 의해 계산되었다. 잠수 및 부유주상체의 대진폭 운동이 시간영역에서 직접 시뮬레이션되어 비선형 효과들이 보여지고 있으며, 대진폭 운동시 파강제력에 영향을 미치는 비선형효과가 고찰되어, 물체와 유체입자의 상대운동이 수평 및 수직방향 시간평균력들에 상당한 영향을 미침이 보여지고 있다.