• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제17권2호
• /
• pp.146-152
• /
• 2014

선형발전기와 연성된 원통형 부이의 수직운동으로부터 파랑에너지를 추출하는 파력발전장치의 설계과정을 소개하였다. 최대 파워는 최적조건($c_{PTO}=b_T$, ${\omega}={\omega}_N$)에서 발생하며, 공진조건시 부이의 수직운동 고유주파수와 속도스펙트럼의 피크 주파수를 일치시키지 않고 의도적으로 고유주파수를 15% 크게 설정하면 추출파워의 최대값을 더욱 높일 수 있다. 이러한 방법을 통하여 추출 파워의 증가와 함께 부이의 흘수를 낮추고 동시에 PTO 감쇠력을 줄일 수 있기 때문에 발전장치 제작 비용을 낮출 수 있는 부수적인 효과를 얻을 수 있었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제32권1호
• /
• pp.26-38
• /
• 2020

설계파고 추정에 사용한 AM 자료의 IID 가정에 대한 검정을 수행하였다. 검정은 독립 검정, 분포 차이 검정으로 구분하고, 각각의 검정은 태풍, 비태풍 조건에서의 연안 격자, 연안 내부격자 각각 210개, 310개 지점의 AM 자료 세트를 대상으로 수행하였다. 독립 검정 결과, 비태풍, 태풍 자료 세트에 대하여 각각 1.8~5.3%, 1.4~6.0% 범위의 기각 비율을 보여, 대부분의 자료가 독립 검정을 만족하는 것으로 파악되었다. 한편 태풍 자료와 비태풍 자료의 분포 차이 검정은 연안 격자와 연안 내부격자 모두 검정 방법에 따라 47~79% 범위로 동일분포 가설이 기각되는 것으로 파악되었다. 따라서 극치해석에 의한 설계파고 추정에서 두 자료를 구분하여 각각 설계파고를 추정하는 과정이 적절하다.

• Ocean Systems Engineering
• /
• 제14권2호
• /
• pp.171-210
• /
• 2024

This paper focuses on the rigorous and holistic fatigue analysis of mooring chains for a deep draft semi-submersible platform in the challenging environment of the central Gulf of Mexico (GoM). Known for severe hurricanes and strong loop/eddy currents, this region significantly impacts offshore structures and their mooring systems, necessitating robust designs capable of withstanding extreme wind, wave and current conditions. Wave scatter and current bin diagrams are utilized to assess the probabilistic distribution of waves and currents, crucial for calculating mooring chain fatigue. The study evaluates the effects of Vortex Induced Motion (VIM), Out-of-Plane-Bending (OPB), and In-Plane-Bending (IPB) on mooring fatigue, alongside extreme single events such as 100-year hurricanes and loop/eddy currents including ramp-up and ramp-down phases, to ensure resilient mooring design. A detailed case study of a deep draft semi-submersible platform with 16 semi-taut moorings in 2,500 meters of water depth in the central GoM provides insights into the relative contributions of wave scatter diagram, VIMs from current bin diagram, the combined stresses of OPB/IPB/TT and extreme single events. By comparing these factors, the study aims to enhance understanding and optimize mooring system design for safety, reliability, and cost-effectiveness in offshore operations within the central GoM. The paper addresses a research gap by proposing a holistic approach that integrates findings from various contributions to advance current practices in mooring design. It presents a comprehensive framework for fatigue analysis and design optimization of mooring systems in the central GoM, emphasizing the critical importance of considering environmental conditions, OPB/IPB moments, and extreme single events to ensure the safety and reliability of mooring systems for offshore platforms.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제29권2호
• /
• pp.77-82
• /
• 2017

기후변화에 따른 설계파고를 초과하는 이상파랑의 내습 가능성이 커지면서 항만구조물의 안정성 확보가 시급한 실정이다. 이러한 변화에 능동적으로 대응하기 위하여 기존 방파제에 대한 평가기준과 신설 장대형 방파제의 설계기준이 점차 강화되면서 인터로킹 케이슨 방파제에 대한 관심이 대두되고 있다. 하지만 현재까지는 항만 및 어항 설계기준 해설[부록] 개정안에 장대형 케이슨에 발생하는 파력 평활화 효과가 제시되어있을 뿐 인터로킹 케이슨 방파제의 안정성을 평가하기 위한 방법이 별도로 제시되어 있지 않다. 이에, 본 연구에서는 선형파 이론에 기초하여 경사 입사하는 파랑의 작용 위치별 위상차의 효과를 고려하고, 최대 파력분포는 설계기준의 Goda 파압식을 적용하여, 규칙파, 불규칙파 및 다방향 불규칙파에 대한 인터로킹 케이슨 방파제의 미끌림 안정성 평가식을 제안하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제36권3호
• /
• pp.105-115
• /
• 2024

호안을 포함한 해안구조물의 설계 시 월파량 평가는 주로 수리모형실험에 의존하며, 이를 기반으로 월파량 예측을 위한 많은 경험식이 제안되었다. 일반적으로 월파방지를 위한 호안구조물의 경우 설계조위에 설계파의 최대 수면진폭을 고려하여 마루높이가 결정되므로 입사파고에 비해 상대적으로 높은 여유마루고를 갖는다. 그러나, 월파를 원천적으로 차단하기 위해서는 비경제적인 구조물의 마루높이가 요구되기 때문에 호안구조물의 설계 시 월파량을 허용 가능한 수준으로 제한하는 허용월파량의 개념을 도입하고 있다. 따라서, 실해역에서는 입사파고에 비해 상대적으로 낮은 여유마루고를 갖는 호안구조물들이 존재한다. 본 연구에서는 수리모형실험을 통해 상대적으로 낮은 여유마루고를 갖는 사석경사제의 월파량에 관해 검토하였다. 또한, 월파량의 실험결과를 이용하여 기존 월파량 산정을 위한 경험식의 예측성능을 상호 비교·분석하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제26권1호
• /
• pp.25-32
• /
• 2014

해상풍력 구조물은 풍속과 파고 등 유체동역학적 하중의 영향을 받는다. 유럽의 경우 다수의 해상풍력발전기가 설치되어 있고, 한국의 경우에는 설치사례가 없으나, 해상풍력발전에 대한 관심이 고조되어 조만간 설계단계가 도래할 것으로 예상된다. 본 연구에서는 ABS(2010, 2013)와 IEC(2009)에서 제공하는 설계 기준을 이용하여 구조물의 신뢰성 수준을 검토하였다. 한국 연안 4개 지점(군산, HeMOSU 1호, 목포, 제주)의 해상조건을 사용하여 바람과 파랑하중, 해상풍력발전 구조물의 응답에 대하여 적용하였다. 검토 결과, 태풍이 우세한 해역의 경우 큰 변동성 때문에 IEC 설계기준을 한국 연안에 적용하는 경우, 유럽 해상에 적용한 결과보다 신뢰도 지수가 낮게 산정되었다. 유럽의 경우와 유사한 수준의 신뢰도 확보를 위해서는 ABS(2010, 2013) 100년 빈도 설계기준을 적용하는 것이 바람직한 것으로 파악되었다. 그러나, IEC 기준은 태풍의 영향에 대한 고려가 미흡하고, ABS 기준은 WSD 설계법이므로 국내 실정에 맞는 Level 1 신뢰성 설계법 도입이 필요하며, 국내 바람과 파랑 하중에 대한 통계적 특성을 고려하여 설계방정식을 설정하는 것도 필요하다.

• 한국해안해양공학회지
• /
• 제17권3호
• /
• pp.202-212
• /
• 2005

수중 천퇴 인근에 해양구조물을 설치하는 경우, 구조물에 작용하는 설계하중을 구하기 위하여 파고뿐만 아니라 천퇴 주변 파랑변형에 의하여 이차적으로 발생된 파랑류를 아울러 고려하여야 한다. 본 연구에서는 천퇴 주변의 파랑변형과 파랑류를 계산하기 위하여 비선형 Boussinesq방정식 모델과 선형 완경사방정식 모델을 각각 적용하였다. 대상 천퇴는 Vincent and Briggs(1989)의 수리실험에서와 동일하며 실험조건은 규칙파, 일방향 또는 다방향 불규칙파 입사를 포함하는 비쇄파조건으로 하였다. 두 수치모델은 공히 천퇴 중심선을 따라 파랑류가 대칭적으로 형성됨을 잘 보여주었다. 그리고 수리실험에서의 파고계측선을 따라 계산된 파고변화는 전체적으로 실험 결과와 잘 일치하였다.

• 한국해양공학회지
• /
• 제20권1호
• /
• pp.37-42
• /
• 2006

In the ocean engineering field, information about the ocean environment is important for planning, design, and operation, especially the wave information. High precision wave data is also important for considering environmental problems, like efficient operation of ships. For this purpose, many methods were considered in the past. However, an on-board directing wave measurement system has not been incorporated. The use of conventional marine radar Plane Position Indicator (PPI) images allows the estimation of wave information on a real-time basis, using both space and time information, regarding the evolution of ocean surface waves. In order to achieve data acquisition, the Radar Scan Converter (RSC) has been developed. Three-dimensional analysis was performed. The comparison of wave information derived from this system, and that of wave buoy, shows that this wave field detecting system can be a useful tool.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제37권6호
• /
• pp.577-590
• /
• 2024

With increasing demand for nuclear power generation, nuclear structures are being planned and constructed worldwide. A grave safety concern is that these structures are sensitive to large-magnitude shaking, e.g., during earthquakes. Seismic response analysis, which requires P- and S-wave velocities, is a key element in nuclear structure design. Accordingly, it is important to determine the P- and S-wave velocities in the Gyeongju and Pohang regions of South Korea, which are home to nuclear power plants and have a history of seismic activity. P- and S-wave velocities can be obtained indirectly through a correlation with physical properties (e.g., N values, Young's modulus, and uniaxial compressive strength), and researchers worldwide have proposed regression equations. However, the Gyeongju and Pohang regions of Korea have not been considered in previous studies. Therefore, a database was constructed for these regions. The database includes physical properties such as N values and P- and S-wave velocities of the soil layer, as well as the uniaxial compressive strength, Young's modulus, and P- and S-wave velocities of the bedrock layer. Using the constructed database, the geological characteristics and distribution of physical properties of the study region were analyzed. Furthermore, models for predicting P- and S-wave velocities were developed for soil and bedrock layers in the Gyeongju and Pohang regions. In particular, the model for predicting the S-wave velocity for the soil layers was compared with models from previous studies, and the results indicated its effectiveness in predicting the S-wave velocity for the soil layers in the Gyeongju and Pohang regions using the N values. The proposed models for predicting P- and S-wave velocities will contribute to predicting the damage caused by earthquakes.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제9권1호
• /
• pp.108-113
• /
• 2006

일반적인 물리탐사기법은 도심지 내에서 구조물, 전도성 지하매설물, 차량 등 인공 잡음으로 인하여 그 적용성에 많은 제약을 받는다. 특히 이 과업은 철도가 운행 중인 철로 하부의 지반 정보의 획득을 목적으로 하는데, 이를 위한 일반적인 물리탐사 적용이 어려웠으며 그 대안으로 선형배열 상시진동 탄성파탐사를 적용하였다. 상시진동 탐사(mircotremor survey)기법에는 철로를 운행하는 기차와 주변 도로의 차량에 의한 진동이 오히려 양호한 송신원으로 활용 될 수 있다. 선형배열 상시진동 탐사기법에서는 일반적인 굴절법 장비를 이용하여 일상적인 진동을 기록하고, 파동장의 변환을 수행하여 표면파의 분산곡선을 얻는다. 이후 발췌한 분산곡선에 대한 반복적인 수치모델링을 통하여 전단파 속도를 구한다. 이 과업에서는 기존 철로를 따라 하부의 터널심도까지의 전단파 속도를 전체 터널구간에 대하여 얻기 위하여 40 m 간격으로 선형배열을 이동하면서 자료를 획득하였다. 측선상의 시추를 통하여 회수한 코어를 이용한 실내시험을 통한 RMR 의 구성요소 중 하나인 일축압축강도와 전단파 속도와의 높은 상관관계를 확인하여 RMR이 전단파 속도와 연관성이 있음을 유추할 수 있었다. 시추공에서 수행한 SPS 검층에서 획득한 전단파 속도와 RMR의 비교한 결과 전단파 속도와 RMR이 높은 상관관계에 있음을 확인할 수 있었다. 상시진동 탐사기법을 통하여 획득한 전단파 속도 역시 RMR과의 양호한 상관관계를 나타냄을 알 수 있었다. 이러한 상관관계를 이용하여 도심지 철도터널 전체 구간에서 터널 설계시 필수적인 암반분류를 위한 RMR 추정이 가능하였다.