• 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.

• 한국방재학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.93-99
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• 2011

본 연구에서는 단독형 및 2열형(multi-arranged (2 pieces)), 3열형(multi-arranged) 부유식방파제에서의 구조물간 거리와 흘수, 형상을 변화시키고 파의 주기와 파형경사를 변화시키며, 다양한 변수변화에 따른 영향을 분석하였다. 부유식방파제의 흘수변화는 전달계수에 직접적인 영향을 주며, 비교적 장주기에 해당하는 조파조건에선 단독형과 2열형 부유식방파제보다 3열형 구조에서 높은 방파효율을 나타내었다. 수리모형실험의 결과 검증을 위하여 수치모형과 동일한 조건하에 실험을 하고 LDV시스템을 이용하여 각 부유식방파제에서의 유동장을 측정하였으며, 수리모형실험을 통하여 그에 따른 전달계수을 분석하였다.

• 한국항만학회지
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• 제6권2호
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• pp.33-42
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• 1992

In this paper we investigate the motion response of a moored ship in the fluid region sheltered by inclined breakwaters. The matched asymptotic expansion technique is employed to analyze the wave fields scattered by the inclined breakwaters. Fluid domain is subdivided into the ocean, entrance and sheltered regions. Unknown coefficients contained in each region can be determined by matching at the intermediate zone between two neighboring regions. The wave field generated by the ship motion can be analyzed in terms of Green's function method. To obtain the velocity jump across the ship associated with the symmetric motion modes, the sheltered region is further divided into near field of the ship and the rest field. The image method is introduced to consider the effect of the pier near the ship. The integral equation for the velocity jump is derived by the flux matching between the inner region and the outer region of a moored ship. Throughout the numerical calculation it is found that the inclined angle width of entrance of breakwaters as well as the location of moored vessel play an important role in the motion response of a moored ship.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.137-147
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• 2008

다중 파괴모드에 대한 경사제 제체의 시스템적 안정성을 신뢰성 이론으로 해석하였다. 먼저 경사제의 안정성과 관련된 네 개의 단일 파괴모드에 대한 신뢰함수가 수립되었다. 각각의 단일 파괴모드에 대한 AFDA 신뢰성 해석 모형이 개발되었으며, CIAD(1985)의 결과와 비교하여 만족스럽게 검증하였다. 단일 파괴모드에 대한 신뢰성 해석에서는 파괴확률 뿐만 아니라 파괴확률에 영향을 미치는 각 확률변수들의 영향계수를 산정하였다. 한편 경사제의 다중 파괴모드에 대한 신뢰성 해석을 수행하기 위해 세 가지, 일차해석법, 이차해석법 그리고 PNET, 해석법이 적용되었다. 해석 결과에 의하면 일차해석법은 파괴확률을 과다 추정하는 경향이 있다. 따라서 다중 파괴모드를 해석할 때는 각 파괴모드간의 상관성을 고려할 수 있는 이차해석법이나 PNET 해석법을 이용하는 것이 바람직하다. 마지막으로 파괴모드간의 상관성에 기인하는 파괴확률의 추가적인 발생 가능성을 다중 파괴모드 해석을 통하여 확인할 수 있었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제25권2호
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• pp.52-62
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• 2013

경사제 피복재의 시간에 따른 파괴확률을 산정할 수 있는 추계학적 Markov 확률모형을 개발하였다. 하중발생에 대한 CP/RP 해석과 누적피해사건에 대한 DP 해석을 결합하여 수학적 모형을 수립하고 경사제 피복재에 적용하였다. 피복재의 피해수준에 대한 정의와 MCS 기법을 이용하여 이행확률을 산정하고 분석하였다. 산정된 이행확률들은 확률적으로나 물리적으로 만족해야하는 제약조건들을 잘 충족한다. 또한 경사제 피복재의 설계와 관련하여 중요한 변수로 생각되는 재현기간 및 안전율의 변화에 따른 시간 의존 파괴확률을 산정하여 그 거동 특성을 자세히 비교 분석하였다. 특히 시간 의존 파괴확률이 이전단계의 피해수준에 의해 어떻게 달라지는지를 정량적으로 해석할 수 있었다. 마지막으로 유지관리에서 가장 중요한 보수보강 시점을 결정할 수 있는 두 가지 접근방법을 제시하고 경제성 분석을 포함한 다양한 해석이 수행되었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.267-277
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• 2009

혼성제 케이슨의 활동파괴모드에 대한 목표파괴수준에 따른 저항 및 하중 그리고 신뢰함수의 부분안 전계수를 산정하였다. 이를 위해 파력의 편이를 고려한 혼성제 케이슨의 활동파괴모드에 대한 신뢰함수를 수립하 고, 관련 확률변수의 불확실성에 대해 분석하였다. Level II AFDA 해석법을 이용하여 여러 수심조건 및 단면조건 그리고 파랑조건에 대해 신뢰성 해석을 수행하였다. 특히 대산항, 동해항 그리고 포항항의 실제 혼성제 케이슨의 활동파괴에 대한 신뢰성 해석도 수행하였다. 마지막으로 목표수준에 따른 혼성제 케이슨의 최소 소요 폭을산정하는 방법으로 본 연구에서 산정된 부분안전계수에 대한 비교 평가를 실시하였다. 비교 결과, 목표수준 1%에서는 약간의 차이를 보이고 있으나 다른 모든 수준에서는 비교적 잘 일치하고 있다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제19권5호
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• pp.399-407
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• 2007

수리학적 파괴모드인 소단의 후퇴거리와 구조적 파괴모드인 사석재의 파손에 대한 발생 가능성을 확률적으로 해석할 수 있는 신뢰성 해석 모형이 개발되었다. 본 연구에서 수립된 신뢰함수를 이용하여 관련 변수들의 불확실성을 고려할 수 있는 AFDA(Approximate Full Distribution Approach)법과 Monte-Carlo 모의법이 개발되었다. 다른 연구 결과들과 상호 비교하여 신뢰성 해석 모형이 올바르게 수립되었음을 확인할 수 있었다. 또한 기존의 연구자들이 수행하지 못한 각 파괴모드와 관련된 확률변수들의 영향이 해석되었다. 마지막으로 동일한 입사파랑 조건에서 발생되는 두 파괴모드의 의존성을 산정하기 위해 다중파괴모드에 대한 해석도 수행하였다. 다중파괴모드 해석 결과에 의하면 허용 후퇴거리 일정 이상의 범위에서는 구조적 파괴모드가 소단형 방파제의 주 파괴모드가 됨을 확인할 수 있었다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제17권4호
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• pp.232-242
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• 2005

본 연구에서 Penney and Price(1952)의 해석 해를 사용하여 반무한방파제, 양익방파제 등에서 발생하는 파랑의 회절 및 다중반사 현상에 대한 해석 해를 구하였다. 구조물에서의 반사 현상을 양익방파제를 지나는 회절 현상으로 간주하여 방파제에서 발생하는 단일반사 및 다중반사 현상을 규명하였다. 이를 바탕으로 방파제의 위치와 입사파랑의 각도에 따라 다른 경우에도 해석해를 구할 수 있다. 이러한 해석해는 국내의 항만 실무자들에게 회절 및 다중반사 현상에 대한 이해를 도울 수 있을 것이며, 실무의 해안 및 항만 구조물 설계 시에 사용되는 수치프로그램들의 정확도를 판단할 수 있는 비교 대상으로 사용될 수 있으리라 판단된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.153-165
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• 2018

본 연구는 olaFlow을 이용하여 먼저 소스에 의한 불규칙파의 조파에서 목표주파수스펙트럼과 조파된 파랑의 주파수스펙트럼과의 비교 검토로부터 olaFlow의 타당성을 검증하였다. 이로부터 불규칙파랑 하 3차원투과성잠제를 대상으로 잠제 주변에서 형성되는 파고분포와 같은 수면변동의 특성과 설상사주의 주요외력으로 작용하는 평균유속, 연안류 및 난류운동에너지 등을 포함한 유속장의 특성을 수치적으로 검토하였다. 수치해석결과에 따르면 잠제 사이의 개구폭이 감소할수록 개구부 중앙에서는 자승평균평방근파고가 증가하지만 개구부 배후에서는 자승평균 평방근파고가 감소하며, 잠제의 개구폭이 넓을수록 강한 연안류가 형성됨과 동시에 수송유량이 증가되는 것을 확인할 수 있었다. 이로부터 잠제 배후에 형성되는 설상사주의 형성원인을 파악할 수 있었다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제6권2호
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• pp.206-218
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• 2014

The wave attenuation by floating breakwaters in high amplitude waves, which can lead to wave overtopping and breaking, is examined by numerical simulations. The governing equations, the Navier-Stokes equations and the continuity equation, are calculated in a fixed Cartesian grid system. The body boundaries are defined by the line segment connecting the points where the grid line and body surface meet. No-slip and divergence free conditions are satisfied at the body boundary cell. The nonlinear waves near the moving body is defined using the modified marker-density method. To verify the present numerical method, vortex induced vibration on an elastically mounted cylinder and free roll decay are numerically simulated and the results are compared with those reported in the literature. Using the present numerical method, the wave attenuations by three kinds of floating breakwaters are simulated numerically in a regular wave to compare the performance.