• 제목/요약/키워드: Wave energy spectrum

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풍파 스펙트럼의 시간발전에 관한 수치 실험 (Numerical Study on Temporal Evolution of Wind-Wave Spectra)

  • 오병철;이길성
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.20-33
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    • 1999
  • 심해에서 풍파의 성장은 바람에 의한 에너지 입력, 비선형 상호작용에 의한 에너지 전달 및 백파에 의한 에너지 소산에 의하여 결정된다. 본 연구에서는 두가지의 비선형 계산법(IMM 모형과 WAM 모형)을 사용하여 풍파 스펙트럼의 시간발전 특성을 상호비교하였다. 비선형 에너지 전달은 첨두주파수의 저주파 천이, 스펙트럼의 과대평가 현상, 스펙트럼의 자기상사적 발달 등에서 중심적인 역할을 하는 것으로 나타났다. 특히, 고주파 성분의 방향 분포가 쌍봉형으로 발전되는 경향이 있는데 이러한 현상도 비선형 상호작용의 역할로 설명되었다. 주파수 스펙트럼에서 고주파측의 꼬리는 주파수의 -4승에 비례하는 형상으로 발전되는 것이 확인되었다. 외부의 원인으로 스펙트럼에 도입되는 섭동은 자기상사 기구에 의하여 빠르게 제거되는데 이는 파랑수치 모형에서 비선형 상호작용이 모형의 안정화에 크게 기여함을 의미한다.

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Nonthermal Radiation from Supernova Remnant Shocks

  • Kang, Hyesung
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제30권3호
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    • pp.133-140
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    • 2013
  • Most of high energy cosmic rays (CRs) are thought to be produced by diffusive shock acceleration (DSA) at supernova remnants (SNRs) within the Galaxy. Fortunately, nonthermal emissions from CR protons and electrons can provide direct observational evidence for such a model and place strong constraints on the complex nonlinear plasma processes in DSA theory. In this study we calculate the energy spectra of CR protons and electrons in Type Ia SNRs, using time-dependent DSA simulations that incorporate phenomenological models for some wave-particle interactions. We demonstrate that the time-dependent evolution of the self-amplified magnetic fields, Alfv$\acute{e}$nic drift, and escape of the highest energy particles affect the energy spectra of accelerated protons and electrons, and so resulting nonthermal radiation spectrum. Especially, the spectral cutoffs in X-ray and ${\gamma}$-ray emission spectra are regulated by the evolution of the highest energy particles, which are injected at the early phase of SNRs. Thus detailed understandings of nonlinear wave-particle interactions and time-dependent DSA simulations of SNRs are crucial in testing the SNR hypothesis for the origin of Galactic cosmic rays.

Experimental study of wave energy extraction by a dual-buoy heaving system

  • Kim, J.;Koh, H.J.;Cho, I.H.;Kim, M.H.;Kweon, H.M.
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제9권1호
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    • pp.25-34
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    • 2017
  • The concentric dual-buoy Wave Energy Converter (WEC), which consists of external buoy (hallow-cylinder) with toroidal appendage and cylindrical internal buoy within the moon-pool is suggested in this research and its performance in various wave conditions is studied. The Linear Electric Generator (LEG), consisting of a permanent magnet and coils, is used as a direct Power Take-Off (PTO) system. To maximize the electrical energy extracted from the PTO system, the relative heave motions between the dual buoys must be highly amplified by the multiple resonance phenomena of dual-buoy and internal-fluid motions. The high-performance range can be widened by distributing those natural frequencies with respect to the peak frequency of the wave spectrum. The performance of the newly developed dual-buoy WEC was measured throughout the systematic 1:5.95-model test in regular and irregular waves conducted in a wave tank at Seoul National University. The model-test results are also validated by an independently developed numerical method.

4개 변전소시설 부지 인근관측소의 지반증폭 특성 및 파형에너지 수준 비교 연구 (A Comparison Study of the Site Amplification Characteristics and Seismic Wave Energy Levels at the Sites near Four Electric Substations)

  • 유성화;김준경;위성훈
    • 한국지구과학회지
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    • 제37권1호
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    • pp.40-51
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    • 2016
  • 실제 국내에서 관측된 가속도를 이용한 스펙트럼 값이 내진설계기준보다 상대적으로 크게 나타나는 경향을 보이며, 특히 고진동수 구간에서 국내 내진설계 기준이 국내 고유의 지반증폭 특성을 제대로 반영하지 못하고 있어 문제점이 많다고 지적되어 왔다. 지반증폭 특성을 분석할 때 여러 가지 방법이 제시되어 왔으며 본 연구는 현장에서 자주 적용되고 있는 지반진동의 수평/수직 스펙트럼 비율을 이용하는 방법을 적용하였다. 이 방법은 S파 및 레일리파를 이용하는 것으로부터 출발하였으나, 최근 Coda파 및 배경잡음 등에 확대 적용되어 지반의 동적인 증폭특성 연구에 많이 이용되고 있다. 제한된 연구 기간 동안 4개 변전소시설 관측소 각각 2개 지점(노두 및 시추공)에서 운영되었고 본 연구는 4개 관측소의 노두에서 동시에 관측된 3개 중규모 지진의 가속도 지반진동(S파, Coda파 및 배경잡음)을 이용하여 지반증폭을 분석하였다. 분석결과는 4개 관측소 각각에 대해 기존 연구결과인 시추공 지반증폭 특성과 상호 비교하였다. 또한 각각 관측소 및 지점에서 지반의 우월진동수를 이용하여 각각 지반에 대한 등급분류도 시도하였다. 각각의 지진관측소마다 저진동수 및 고진동수 특성, 관측소 고유의 우월진동수가 서로 상이하여 관측소 고유의 증폭특성을 보여주었다. 대다수 관측소는 S파, Coda파 및 배경잡음 에너지를 분석한 결과와 많은 부분이 유사함을 보여 주었다. 물론 본 연구로부터 도출된 결과를 다른 방법에 적용하여 얻어진 결과와 비교한다면 지반의 동적 특성 및 지반분류 연구에 많은 정보를 제시할 수 있다고 판단된다.

불규칙 파군의 특성해석 (Analysis on the Characteristics of the Irregular Wave Group)

  • 이철응;이길성
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제5권4호
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    • pp.395-405
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    • 1993
  • 불규칙 파낭이 갖는 중요한 특성 중의 하나인 파군특성을 파낭 연이음개염과 에너지 이역 개념을 이용하여 해석하였다. 일정한 주기와 파고를 가지고 임의로 발생시킨 규칙파군에 적용하여 파군에 대한 기초적 특성을 파악한 후, 동해안에서 관측된 불규칙 파랑의 파군특성을 해석하였다. 불규칙 파낭의 파군특성을 정확히 해석하기 위해서는 기존의 스펙트럼 해석뿐만 아니라 파낭 연이음개념 및 에너지 이역개염을 함께 검토하여야 한다.

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Enhancement of wave-energy-conversion efficiency of a single power buoy with inner dynamic system by intentional mismatching strategy

  • Cho, I.H.;Kim, M.H.
    • Ocean Systems Engineering
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    • 제3권3호
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    • pp.203-217
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    • 2013
  • A PTO (power-take-off) mechanism by using relative heave motions between a floating buoy and its inner mass (magnet or amateur) is suggested. The inner power take-off system is characterized by a mass with linear stiffness and damping. A vertical truncated cylinder is selected as a buoy and a special station-keeping system is proposed to minimize pitch motions while not affecting heave motions. By numerical examples, it is seen that the maximum power can actually be obtained at the optimal spring and damper condition, as predicted by the developed WEC(wave energy converter) theory. Then, based on the developed theory, several design strategies are proposed to further enhance the maximum PTO, which includes the intentional mismatching among heave natural frequency of the buoy, natural frequency of the inner dynamic system, and peak frequency of input wave spectrum. By using the intentional mismatching strategy, the generated power is actually increased and the required damping value is significantly reduced, which is a big advantage in designing the proposed WEC with practical inner LEG (linear electric generator) system.

불규칙파중 파랑에너지 변환효율 향상을 위한 래칭 제어전략 (Latching Control Strategy for Improvement Wave Energy Conversion in Irregular Waves)

  • 조일형;김정록;김경환;홍기용
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.291-297
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    • 2015
  • 10 MW급의 파력-해상풍력 복합발전 플랫폼 설치해역으로 고려되고 있는 차귀도 해역에서 측정된 파랑정보를 이용하여 파랑스펙트럼을 구하고, 이로부터 생성된 불규칙파에 따라 수직 운동하는 파력발전기에 Sheng et al.(2015)이 제안한 래칭 제어기법을 적용하였다. 래칭 시간을 정할 때 필요한 입사파의 주기로 불규칙파의 통계 대푯값인 피크 주기를 사용하였다. 래칭 제어기법을 불규칙파중 부이의 시간영역 해석에 적용한 결과, 약 50%의 추출파워의 증가를 가져왔다.

추사파 중에서 항행하는 선박이 만나는 파도의 특성에 관한 고찰 (A Study on Characteristics of Encountered Waves by Ship Sailing in Following and Quartering Seas)

  • 손경호;배준영;이동섭
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2012년도 추계학술대회
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    • pp.69-70
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    • 2012
  • 추사파 중에서 항행하는 선박은 여러 유형의 전복 사고 위험에 노출되어 있다. 추사파 중에서의 선체 거동을 규명하기 위해서는 먼저 추사파 중에서 항행하는 선박이 만나는 파도 즉, 만남파의 특성 규명이 필요하다. 이 만남파는 선박의 속도와 관련이 있으며, 본 연구에서는 해양파의 에너지 스펙트럼을 이용하여 만남파의 특성을 검토, 고찰하였다. 그 결과, 추사파 중에서 항행하는 선박이 만나는 파도는 실제 해양파보다 비교적 규칙적인 대파고가 된다는 것을 수치 계산 예를 통해서 규명하였다.

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Field Measurements of Wave Directionality in Water of Finite Depth

  • Memos, Constantine;Ziros, Athanassios
    • Ocean and Polar Research
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    • 제25권4호
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    • pp.437-446
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    • 2003
  • Field measurements of directional waves were carried out during the summer of 2002 at two coastal sites in water of finite depth. A couple of general purpose instruments were used employing acoustic Doppler technology. The aim of the study was to investigate the spatial behavior of the directional movement of waves as they come ashore. In total,74 tests were carried out during which sea states of low to moderate intensity were recorded. A great number of these runs displayed bimodal characteristics of the spreading function at high frequencies. It was found that in general, the frequency-integrated directional width tends to broaden as the water shoals and when refraction effects are negligible. This is attributed to wave-wave interactions that become pronounced in shallow water. The same directional width showed, also, a tendency to increase with increasing peak frequency of the sea state spectrum. The behavior of the kurtosis of the spreading function was also examined. It was found that for higher frequencies this index tends to increase in wave spectra above a certain sea severity threshold.

High Energy Density for Drying of Coated Webs-Porous Burner Combustion a New Approach

  • Schneider, Heiko;Krieger, Reinhold
    • 한국펄프종이공학회:학술대회논문집
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    • 한국펄프종이공학회 2006년도 PAN PACIFIC CONFERENCE vol.2
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    • pp.205-208
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    • 2006
  • Existing gas fired burners work in the medium wave IR range at $1000^{\circ}C$ and an energy density of $200kW/m^{2}$. The patented porous burner technology reaches the short wave IR spectrum ($1450^{\circ}C$) and comes up to an energy density of $1000kW/m^{2}$. This technology is of great interest for various applications in paper industry. Speeding up existing coating lines can be realized without a major revamp of the line. Main characteristics of this new developed technology enable a better process control. In this paper the porous burner technology for paper industry is evaluated.

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