• 비파괴검사학회지
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• 제20권2호
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• pp.102-109
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• 2000

본 논문에서는 체적형 결함과 균열형 결함에 대한초음파산란 현상을 모델링하기 위한 두가지 이론을 설명하였다. 동탄성 Kirchhoff 근사 (EKA)와 기하학적 회절이론 (GTD)이 각각 원주형 기공과 반무한 균열에 적용되었다. 이 두 이론은 고주파수 근사법으로 알려져 있다. 모델 결함들에 평면파가 입사하는 경우의 2차원 동탄성 산란 문제를 고려하였으며 산란장을 반사계수와 회절계수의 항으로 구하였다. 원거리에서 산란파의 변위에 대한 입사파 변위의 비를 관찰 방향의 함수로 구했으며 그 결과를 경계요소법과 비교하였다.

• 물과 미래
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• 제21권3호
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• pp.299-307
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• 1988

돌제 주위의장기간 해빈변형을 예측하기 위하여 수위의 변동, 파의굴절과 회절을 고려하여 해석하는 수치적 모델이다. 이러한 문제에 대한 수치해석은 연안표사랑에 대한 경계조건을 가지는 방정식을 고려함으로써 해석된다. 해석방법으로는 음해법 중의 하나인 Crank-Nicolson Scheme을 사용하였다. 이 모델을 현지에 적용시킨 결과, 굴절과 회절계수의 근사해로 인하여 돌제 내부 영역에서는 실측치와 예측치가 차이가 있으나, 돌제 외부 영역에서의 경향은 잘 일치하고 있음을 알 수 있다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제8권4호
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• pp.297-304
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• 1996

본 연구는 pade 근사 또는 minimax 근사법으로 파랑진행방향의 허용범위를 확장시핀 포물선형 완경사방정식의 적용성 및 구조물에 의한 회절파의 비선형성을 고찰하는 데 그 목적이 있으며, 이를 위하여 불투과성의 이안제가 설치된 파랑장에 위 모델을 기본방정식으로 하여 수치계산을 수행한 후, 수리모형 실험치(Watanabe and Maruyama, 1984)와 비교ㆍ분석하였다. 그 결과 구조물의 기하학적 차폐경계를 따라 증가된 회절효과 때문에 비선형 모델의 파고치가 선형 모델의 파고치보다 크게 나타나며, 파랑진행 허용범위각을 크게 확장시킨 모델은 파랑진행각이 큰 영역에서는 측방향으로 파랑에너지를 높은 정도로 전과시키나 파수의 근사에 의한 누적된 오차 때문에 전반적으로 파고치가 왜곡되어 나타남을 알 수 있다.

• 비파괴검사학회지
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• 제20권6호
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• pp.538-544
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• 2000

강구조물의 내부를 영상화 하여 비파괴 평가를 할 수 있는 위상배열 초음파 탐상 시스템을 의료용 영상진단기를 개조함으로 개발하였다. 선택된 의료용 시스템은 64개의 독립된 송수신채널로 이루어져있으며 최고 128개의 배열초음파 탐촉자를 구동하여 초음파영상을 획득할 수 있도록 되어있다. 개조를 위해 주되게 고려된 사항은 속도의 변화로 인한 시스템의 개조와 강구조물에 적합한 탐촉자의 제작 그리고 비파괴 탐상에서 필요한 A-scan 신호를 획득하는 것이었다. 강구조물에 적합한 배열탐촉자를 설계하고 제작하기위해 경계회절파모델(Boundary Diffraction Wave Model)을 이용하여 초음파의 방사되는 음장을 시뮬레이션 하였다. 그리고 A-scan신호를 획득하기위한 장치를 제작하여 주어진 영상에서 선택된 주사선(scan line)의 RF신호를 획득하도록 하였다. 또한 강구조물에서 적절하게 송수신집속이 될 수 있도록 지연시간을 조절하였다. 개발된 시스템과 제작된 배열 탐촉자의 성능평가를 위해 인위결함 시험편에서 실험한 결과, 시험편의 내부의 영상과 선택한 주사선에 대한 A-scan신호를 실시간으로 획득할 수 있었다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제2권1호
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• pp.18-27
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• 1990

항내 파랑모형의 여러 가지 요인을 종합해서 다를 수만 있다면 항만시설의 적절한 배치의 관건인 항내 정온도 판정에 기여하는 바가 매우 클 것이다. 본 논문은 시간의존 완경사방정식을 기본방정식으로 하고, 실제 항만의 반사조건에 적합한 임의반사율 환경조건을 도입하여, 파랑의 굴절, 회절, 천수효과 및 반사 등을 모두 고찰할 수 있는 수치모형을 확립하였다. 본 수치모형을 후포항에 적용하여 그 계산결과와 수리모형실험 및 Takayama 모형의 결과와 비교함으로 써 본 모형의 타당성을 검토하였다. 수리모형실험 결과와는 비교적 잘 일치하였고, Takayama 모형(1981)의 결과와도 유사한 결과를 보여주었다. 따라서, 본 수치모형은 항내 정온도를 판정함에 있어서 유용하게 쓰일 수 있을 것이다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제10권1호
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• pp.1-9
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• 1998

수치모형이 파랑변형 중에서 회절을 어느 정도로 정확히 해석할 수 있는 지에 대한 연구는 매우 중요한 일이다. 세가지 포물선형 방정식민 단순 포물선형, 광각 포물선형, 삼변수 포물선형 방정식에 대하여 파의 회절의 관점에서 비교하였다. 단순 포물선형 방정식에 대해서는 측면경계에서 불필요한 반사를 피하기 위하여 Dalrymple and Martin(1992)이 제안한 완전경계조건을 적용하였다. 반무한 방파제의 경우에 Penney and Price(1952)의 해석해와 각 모형의 결과를 비교하였다. 입사각이 방파제에 대하여 직각일 때는 모두 좋은 결과를 보여주었으나, 입사각이 직각에서 편향됨에 따라 단순 보물선형 방정식에 의한 해의 오차가 가장 컸고 삼변수 포물선형 방정식에 의한 해의 오차가 가장 작았다

• 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.

• 한국항만학회지
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• 제4권1호
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• pp.21-31
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• 1990

The application of computer model to the port and harbor development is categorized in the field of port development policy, economic analysis and evaluation, civil engineering analysis, hydrodynamic analysis, evaluation of social and natural environment effect, etc. The study in this paper, however, is limited to hydrodynamic analysis, especially the analysis of water wave propagation and response to the shore structure due to the construction and implementation of shore boundary, the mathematical formulation of the numerical model is established systematically based on the hybrid Element Method and applied to solving the wave refraction, diffraction and radiation problems for a circular basin, the artificial beach or lagoon in terms of coastal zone development.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.468-477
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• 2019

불규칙파에 의한 정온도 평가 시 주로 사용하는 Boussinesq 근사의 수치모형은 항의 개구부 폭이 약 30 m 내외의 좁은 마리나와 같은 소규모 항만에서는 격자 크기의 적용성 한계가 있고, 항 내로 진행하는 파의 회절에 대한 평가 시 정확한 정온도 평가가 어려울 수 있다. 본 연구에서는 정수면의 비정수압 항이 고려되어 해수면과 바닥층에서의 유속으로 계산하는 비선형 천수방정식 모형인 SWASH 모형(Zijlema and Stelling, 2005)을 사용하여 좁은 항의 개구부에서 정온도 평가의 적용성을 검토하였다. SWASH 모형은 구조물 및 지형에 입사하는 반사파 적용 시 수심과 공극율 계수 및 구조물 크기에 따라 부분 반사를 제어한다. 본 연구에서는 실제 구조물 단면 형태에 따른 구조물 전면에서의 반사파의 평가와 단면의 형태 및 구조물의 형태에 따라 반사율 적용성을 검토하였다. 항 내에 진입하는 회절 파랑에 의한 모델의 재현성을 평가하기 위해 구조물 직각 및 경사로 입사하는 영역을 구성하여 기존의 Goda et al.(1978)가 제시한 회절도 이론값과 비교하였다. 수심평균으로 계산된 단면 구조물 반사율 실험 결과는 Stelling and Ahrens(1981)이 제시한 반사율의 개략치와 유사한 반사율을 나타내며, 경계에서의 반사파의 제어와 구조물의 형상 및 지형에 따라 반사파가 잘 재현되는 것으로 판단된다. 회절도 검토 결과 파랑 진입 각도 및 회절파의 형태가 계산치가 이론값과 아주 유사하게 나타나지만, 경사 입사 및 직각 입사 모두 방향 집중도가 작은 경우 파고비가 0.5~0.6인 일부 구간에서 회절도가 저평가되는 것으로 나타났다.

• 한국해양공학회지
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• 제24권6호
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• pp.16-22
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• 2010

In this paper, the diffraction problems for fixed offshore structures are solved using a hybrid scheme. In this hybrid scheme, potential-based solutions and the Navier-Stokes-based finite volume method (FVM) with a volume-of-fluid (VOF) method are combined. We introduce a buffer zone for efficient wave-making and damping. In this buffer zone, the near field solution from FVM-VOF is gradually changed to Stokes' 2nd order wave solutions. Three different models, including the truncated cylinder, sphere, and wigleyIII model, are numerically investigated in regular waves with a wave steepness of 1/30. The efficiency and accuracy of the hybrid scheme are numerically validated from results using different domain sizes and buffer zones. The wave exciting forces from the FVM-VOF simulations are compared with experiments and potential-based solutions from the higher-order boundary element method (HOBEM). This comparison shows good agreement between the hybrid scheme and potential-based solutions.