• Ocean Systems Engineering
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• 제12권4호
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• pp.439-459
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• 2022

This paper describes experimental studies of impact pressure generated by breaking regular waves in shallow water on a vertical cylinder. Experimental work was carried out in a shallow water flume using a 1:30 - scale model of a vertical rigid circular hollow cylinder with a diameter 0.2 m. This represents a monopile for shallow water offshore wind turbines, subjected to depth induced breaking regular waves of frequencies of 0.8 Hz. The experimental setup included a 1 in 10 sloping bed followed by horizontal bed with a constant 0.8 m water depth. To determine the breaking characteristics, plunging breaking waves were generated. Free surface elevations were recorded at different locations between the wave paddle to the cylinder. Wave impact pressures on the cylinder at a number of elevations along its height were measured under breaking regular waves. The depth-induced wave breaking characteristics, impact pressures, and wave run-up during impact for various cylinder locations are presented and discussed.

• 산업기술연구
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• 제8권
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• pp.3-11
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• 1988

Shock pressure of wave breaking on vertical wall is studied experimentally with beaches, which have four different slopes (1/4.02, 1/7.05, 1/10, 1 /13.5). This results is summerized as follows: 1. Maximum impact presures are occured where the wave break directly on the wall rather than breaking in front of the wall. 2. Deep water steepness, and the beach slope are the two Quantities governing the magnitude and location of maximum dimensionless impact pressure from wave breaking directly on the wall, also, the greatest pressure is produced with a beach slope of 1/10. 3. This study is clearly shown that the location of maximum pressure can be presented above still water level under respectively experimental condition. The dimensionless elevation of maximum Pressure is greatest on a beach slope of 1/10.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.119-127
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• 2022

본 연구에서는 테트라포드로 피복된 경사식 마운드 위의 직립벽에 작용하는 충격쇄파압을 쇄파 형태에 따라 구분하기 위해 규칙파를 생성하고 충돌 직전의 유속장과 기포분율을 측정하였다. 유속장 측정을 위해 쇄파 중 발생하는 기포의 움직임을 추적하는 기포영상유속계를 사용하고 기포분율 측정을 위해 복합파고계 기법(Na and Son, 2021)을 활용하였다. 측정된 입사파의 주기가 짧을수록 최대평균유속은 사면에서 파속에 비해 적은 감소율을 보였지만 파랑이 사면을 따라 진행하며 쇄파가 더 빨리 발생하여 기포분율이 증가하였고 결과적으로 중복파압형태의 파압이 작용하였다. 주기가 큰 실험파의 경우 충돌 전 유입되는 공기가 적어 flip-through 형태(Cooker and Peregrine, 1991)의 흐름양상을 보였고, 파압이 급격하게 증가함을 확인할 수 있었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제10권4호
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• pp.187-192
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• 2007

플런징 쇄파에 의해 실린더에 작용하는 충격력을 실험적으로 고찰하였다. 쇄파는 조파기의 구동주파수를 선형적으로 감소시켜 수조의 목표지점에 파랑을 집중시킴으로써 생성되며, 쇄파의 파형은 등파기울기 스펙트럼을 채택하였다. 실린더와 쇄파 전면의 접촉각이 충격력에 미치는 영향을 고찰하기 위해 3개의 경사각을 적용하였으며, 압력 분포 및 정점 값에 대한 실린더 직경의 영향을 살피기 위해 3개의 서로 다른 직경을 갖는 실린더가 사용되었다. 충격 압력의 최대 값을 찾기 위해 실린더를 수조 길이방향으로 조금씩 이동하며 총 8개 지점에서 실험을 수행하였다. 실린더 표면의 압력과 합력은 piezo-electric형 압력계와 3축 로드셀을 사용하여 30 kHz의 빈도로 계측하였다. 실린더 직경, 경사각 및 회전각에 따른 정점 충격압력과 충격력의 변화를 분석하였으며, 실린더 표면의 압력분포를 고찰하였다. 실린더의 수조 내 위치 및 실린더 표면의 위치는 정점압력의 크기와 시계열 형상을 지배하는 주요 인자이며, 반면에 실린더 직경과 경사각의 영향은 상대적으로 미미하다. 충격현상은 매우 불안정하기 때문에 동일조건의 반복 실험에서도 계측 값의 넓은 분포가 발생한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제40권3호
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• pp.22-28
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• 2003

In rough seas, bow-flare regions of the full ships (tanker and bulk carrier) are subiect to high impact pressures due to the on-coming breaking waves. And many ships suffer structural damages in that region, even though they were built under the bow structure strengthening rules of the ship classes. So, a new design method for bow-flare structure is highly required. In this paper, a new prediction method of the bow-flare impact pressure (in terms of equivalent static pressure) acting on the full ships' bow is presented. This method is based on the 6 full ships' damage analysis and the breaking wave impact mechanism. Calculation results of the bow-flare impact pressure and the shell plate thickness are shown and discussed. Through the example calculations, it was found that the present method is useful for the structure design of the full ships' bow.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제9권4호
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• pp.439-445
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• 2017

Plunging breaker slamming pressures on vertical or sloping sea dikes are one of the most severe and dangerous loads that sea dike structures can suffer. Many studies have investigated the impact forces caused by breaking waves for maritime structures including sea dikes and most predictions of the breaker forces are based on empirical or semi-empirical formulae calibrated from laboratory experiments. However, the wave breaking mechanism is complex and more research efforts are still needed to improve the accuracy in predicting breaker forces. This study proposes a semi-empirical formula, which is based on impulse-momentum relation, to calculate the slamming pressure due to plunging wave breaking on a sloping sea dike. Compared with some measured slamming pressure data in two literature, the calculation results by the new formula show reasonable agreements. Also, by analysing probability distribution function of wave heights, the proposed formula can be converted into a probabilistic expression form for convenience only.

• 대기
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• 제33권1호
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• pp.49-59
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• 2023

Blocking refers to a class of weather phenomena appearing in the mid and high latitudes, whose characteristics are blocked airflow of persistence. Frequently found over the Pacific and Atlantic regions of the Northern Hemisphere, blocking affects severe weather in the surrounding areas with different mechanisms depending on the type of blocking patterns. Along with lots of studies about persistent weather extremes focusing on the specific types of blocking, a new categorization using Rossby wave breaking has emerged. This study aims to apply this concept to the classification of blockings over the Pacific and examine how different wave breakings specify the associated cold weather in the Korean peninsula. At the same time, we investigate a strongly developing ridge around the Pacific by designing a new detection algorithm, where a reversal method is modified to distinguish ridge-type blocking patterns. As result, Kamchatka blocking (KB) and strong ridge over the Central Pacific are observed the most frequently during 20 years (2001~2020) of the studied period, and anomalous low pressures with cold air over the Korean Peninsula are accompanied by blocking events. When it considers the Rossby wave breaking, cyclonic wave-breaking is dominant in KB, which generates low-pressure anomalies over the Korean Peninsula. However, KB with anticyclone wave breaking appears with the high-pressure anomalies over the Korean Peninsula and it generates the warm temperature anomaly. Lastly, the low-pressure anomalies are also generated by the strong ridge over the Central Pacific, which persists for approximately three days and give a significant impact on cold surge on the Korean Peninsula.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.139-146
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• 2011

충격쇄파압은 권파성 파랑이 구조물 전면에 갑자기 충돌할 때 발생하며 접촉면에서 공기포켓의 생성여부에 따라 충격쇄파압의 작용특성이 달라진다. 수괴의 직접적인 충돌에 따른 Wagner형은 접촉면에서 단일 압력 첨두치를 보이는 반면, Bagnold형은 공기포켓의 진동에 의하여 비접촉면에서도 압력의 첨두치를 보이는 특성이 있다. 본 연구에서는 시공 중의 수중터널 벌크헤드의 배면(육측면)에 발생하는 충격쇄파압을 고찰하였다. Navier-Stokes 방정식을 직접 푸는 수치해석을 적용하여 벌크헤드 인근에 발생하는 쇄파를 모의한 결과, 벌크헤드의 배면에서 강한 Bagnold형 충격쇄파압이 발생함을 확인하였다. 본 충격쇄파압의 존재는 동일 조건에 대하여 수행한 수리모형실험에 의해서도 확인되었으며, 실험결과와 수치해석결과가 대체적으로 유사한 성향을 보임을 확인하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제11권3호
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• pp.141-148
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• 1999

圓形 파일에 작용하는 卷波性 碎波力은 쇄파제원과 동일한 正弦波를를 대상으로 한 모리슨식의 계산치보다 그 크기는 월등 크나 보통 백분의 수초 이내의 매우 짧은 시간 동안 작용한다. 따라서, 碎波力을 받는 파일의 설계에서 파일의 變位를 정확히 결정하기 위해서는 쇄파력 작용에 의한 動的擧動을 해석하여야 한다. 이를 위해서는 파일 延長上 쇄파력의 시게열에 대한 事前정보가 필요하며, 이는 파일 주변의 碎波壓 시계열로부터 간접적으로 추정할 수 있다. 본 연구에서는 卷波性 碎波의 작용에 따른 쇄파압의 특성을 정량적으로 고찰하기 위하여 實海域에 설치되어 잇는 원형파일에 波壓計를 부착하여 쇄파압을 관측하고 그 결과를 제시하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권5호
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• pp.287-296
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• 2020

본 연구에서는 2D 조파수조를 통해 수행된 모형시험결과를 기반으로 원형실린더에 분포하는 파랑충격압력을 시간에 따라 계측하고 이를 CFD해석 결과와 비교하였다. 전산유체역학 해석을 통해 파랑충격력에 직접평가법에 관한 효용성을 확인할 수 있었고, 실험으로부터 구한 파랑충격 시계열 데이터를 그대로 원형단면을 갖는 실제 해양구조물의 부재에 적용하였다. 실린더에 분포하는 변위 및 응력의 특성과 특이점이 바뀌는 것을 확인하였고 실제 시계열을 적용하는 것이 해양구조물의 강도평가를 보다 정확하게 평가할 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 선수부에 요구되는 외판의 최소선급규정에 따른 두께 경험식들을 분석하여 적용하고자 하였다. 동일한 재료 물성치를 갖는 강재에 관해 선수외판에 요구되는 구조물의 최소두께와 원형단면 부재에 요구되는 최소두께를 비교·분석하였고 이를 통해 NORSOK standard에 제시되어 있는 구조물의 손상기준을 활용하여 허용 두께치를 추정하고자 하였다. 특히 해양구조물의 갑판충격력(wave in deck)의 경우 이와 관련된 경험식이나 최소두께 요구사항들이 정립되어 있지 않기 때문에 본 연구를 통해 파랑충격력에 따라 요구되는 판재의 최소두께를 제안하고자 하였다.