• 대한조선학회논문집
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• 제31권1호
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• pp.63-70
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• 1994

항공유체의 계산에 주로 사용되는 음해법의 하나인 IAF(Implicit Approximate Factorization)법을 이용해 3차원 Wigley 선형 주위의 자유표면파 및 점성유동장을 해석하였다. IAF 법을 사용함으로서 기존 Euler 양해법의 계산 시간을 50% 이상 감소시키는데 성공하였다. 수치기법으로 국부선형화와 Euler 음해법을 사용하였으며 artificial viscosity의 생성을 위한 압력 구배항은 사용하지 않았다. 수치 계산은 Reynolds 수 $10^6$. Froude 수 0.25, 0.289 및 0.316에 대하여 수행하였고 난류 모형으로는 Baldwin-Lomax 모형을 사용하였으며 주요 계산 결과로는 자유표면화 형상 및 속도분포 등이었다. 본 연구에서는 그 중에서 자유표면파 형상에 대한 계산 결과를 실험값 및 Euler 양해법을 사용한 결과와 각각 비교 검토하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권8호
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• pp.905-911
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• 2012

부유식 해상풍력발전기의 시뮬레이션을 위해서 본 연구에서는 2MW 육상 풍력발전기에 부유구조물인 Tension Leg Platform(TLP) 구조를 추가하였다. 기상청 관측데이터와 해수면으로부터의 높이에 대해 풍속을 정의하는 지수법칙을 이용하여 풍하중을 산출하고 블레이드와 타워에 일정한 높이간격으로 적용하였다. 상대모리슨 방정식을 이용하여 파랑하중을 모델링하였다. 블레이드의 회전속도를 정격속도인 18rpm 으로 고려하고, 풍하중과 파랑하중 작용 시 2MW의 부유식 해상풍력기의 동적거동 해석을 수행하였다. 파랑하중에 대한 해상풍력기의 공진특성을 조사하기 위해 타워와 블레이드의 탄성체 모델을 구성하여 해상풍력기의 고유진동수를 계산하였다. 타워와 블레이드의 탄성효과가 해상풍력기의 거동에 미치는 영향을 분석하기 위해 타워만 탄성체로 구성된 탄성타워모델과 타워와 블레이드가 탄성체로 고려된 탄성타워 블레이드모델을 각각 강체 모델과 비교하였다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제13권1호
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• pp.641-649
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• 2021

Fuel oil consumption (FOC) must be minimized to determine the economic route of a ship; hence, the ship power must be predicted prior to route planning. For this purpose, a numerical method using test results of a model has been widely used. However, predicting ship power using this method is challenging owing to the uncertainty of the model test. An onboard test should be conducted to solve this problem; however, it requires considerable resources and time. Therefore, in this study, a deep feed-forward neural network (DFN) is used to predict ship power using deep learning methods that involve data pattern recognition. To use data in the DFN, the input data and a label (output of prediction) should be configured. In this study, the input data are configured using ocean environmental data (wave height, wave period, wave direction, wind speed, wind direction, and sea surface temperature) and the ship's operational data (draft, speed, and heading). The ship power is selected as the label. In addition, various treatments have been used to improve the prediction accuracy. First, ocean environmental data related to wind and waves are preprocessed using values relative to the ship's velocity. Second, the structure of the DFN is changed based on the characteristics of the input data. Third, the prediction accuracy is analyzed using a combination comprising five hyperparameters (number of hidden layers, number of hidden nodes, learning rate, dropout, and gradient optimizer). Finally, k-means clustering is performed to analyze the effect of the sea state and ship operational status by categorizing it into several models. The performances of various prediction models are compared and analyzed using the DFN in this study.

• 한국광학회지
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• 제22권2호
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• pp.108-113
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• 2011

본 논문에서는 단일경계 표면플라즈몬 도파로의 모드특성을 잘 이해하기 위해 복소차분도표를 제안한다. 기존의 표면플라즈몬 모드는 군속도의 부호가 바뀌는 부분을 기준으로 분류되었는데, 여기에서 군속도는 표면플라즈몬 모드 진행방향의 전파상수와 광자 에너지에 대한 분산 관계식에서 접선의 기울기이다. 표면플라즈몬 모드는 진행방향에 대해 수직한 방향의 전파상수도 가지고 있기 때문에 이를 종합적으로 이용하여 모드를 분류하는 것이 필요하다. 복소차분도표는 전파상수의 실수 부와 허수 부의 차이를 변수로 하여 나타낸 도표로서 이를 이용하면 모드 분류가 가능하고 또한 광자 에너지에 따른 종합적인 전파상수의 변화 경향을 살펴보는 것이 용이하다.

• 대한조선학회논문집
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• 제31권3호
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• pp.80-86
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• 1994

자유수면을 항주하는 선박에 의하여 발생되는 비선형 조파현상을 해석하기 위한 수치해석법을 개발하였다. 유동은 비점성, 비압축성으로 가정하고 선체 및 자유수면 형상과 일치하는 좌표계의 생성을 위하여 타원형 편미분방정식을 수치해석하여 물체적합 좌표계를 생성하였으며 변환된 정규격자 물체적합 좌표계에 대한 Euler방정식을 유한차분법(Finite Difference Method)을 이용하여 계산하였다. 수치해석을 위하여 시간에 대한 미분항은 전진차분, 공간에 대한 미분항은 중심차분법으로 이산화하였고 대류항에는 수치계산의 안정을 위해 인위적인 소산(dissipation)항을 첨가하였다. 자유수면의 형상은 매 시간 단계마다 자유수면 경계조건들을 만족하도록 다시 계산되었고 격자점들은 자유수면형상의 변화에 적합하게 다시 생성되도록 하였으며 압력에 대한 Poisson방정식은 반복연산법에 의하여 풀고 그 결과를 이용하여 속도를 외삽하였다. 개발된 수치해석법의 검증을 위해 수식선형인 Wigley 모형에 대한 계산을 Fn=0.250-0.408에 대하여 수행하고, 그 결과를 실험 결과와 비교하여 잘 일치함을 보였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.223-232
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• 2021

The spatial variation characteristics of seismic motions at the nuclear power plant's site and structures were analyzed using earthquake records obtained at the Fukushima nuclear power plant during the Great East Japan Earthquake. The ground responses amplified as they approached the soil surface from the lower rock surface, and the amplification occurred intensively at about 50 m near the ground. Due to the soil layer's nonlinear characteristics caused by the strong seismic motion, the ground's natural frequency derived from the response spectrum ratio appeared to be smaller than that calculated from the shear wave velocity profile. The spatial variation of the peak ground acceleration at the ground surface of the power plant site showed a significant difference of about 0.6 g at the maximum. As a result of comparing the response spectrums at the basement of the structure with the design response spectrum, there was a large variability by each power plant unit. The difference was more significant in the Fukushima Daiichi site record, which showed larger peak ground acceleration at the surface. The earthquake motions input to the basement of the structure amplified according to the structure's height. The natural frequency obtained from the recorded results was lower than that indicated in the previous research. Also, the floor response spectrum change according to the location at the same height was investigated. The vertical response on the foundation surface showed a significant difference in spectral acceleration depending on the location. The amplified response in the structure showed a different variability depending on the type of structure and the target frequency.

• 천문학회보
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• 제37권2호
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• pp.110.2-110.2
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• 2012

We investigate a cool loop and a dark lane over a limb active region on 2007 March 14 by the Hinode/EUV Imaging Spectrometer (EIS). The cool loop is clearly seen in the EIS spectral lines formed at the transition region temperature (log T = 5.8). The dark lane is characterized by an elongated faint structure in coronal spectral lines (log T = 5.8 - 6.1) and rooted on a bright point. We examine their electron densities, Doppler velocities, and non-thermal velocities as a function of distance from the limb using the spectral lines formed at different temperatures (log T = 5.4 - 6.4). The electron densities of the cool loop and the dark lane are derived from the density sensitive line pairs of Mg VII, Fe XII, and Fe XIV spectra. Under the hydrostatic equilibrium and isothermal assumption, we determine their temperatures from the density scale height. Comparing the scale height temperatures to the peak formation temperatures of the spectral lines, we note that the scale height temperature of the cool loop is consistent with a peak formation temperature of the Mg VII (log T = 5.8) and the scale height temperature of the dark lane is close to a peak formation temperature of the Fe XII and Fe XIII (log T = 6.1 - 6.2). It is interesting to note that the structures of the cool loop and the dark lane are most visible in these temperature lines. While the non-thermal velocity in the cool loop slightly decreases (less than 7 km $s^{-1}$) along the loop, that in the dark lane sharply falls off with height. The variation of non-thermal velocity with height in the cool loop and the dark lane is contrast to that in off-limb polar coronal holes which are considered as source of the fast solar wind. Such a decrease in the non-thermal velocity may be explained by wave damping near the solar surface or turbulence due to magnetic reconnection near the bright point.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제26권1호
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• pp.49-64
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• 2014

해안 및 해양구조물 하부의 해저지반에 고파랑이 장시간 작용하는 경우 과잉간극수압(진동과잉간극수압과 잔류과잉간극수압의 합)이 크게 발생할 수 있고, 이어지는 유효응력의 감소에 따라 해저지반에 액상화가 발생될 수 있다. 일단, 지반액상화가 발생 및 진행되면 구조물의 침하 혹은 전도에 의해 종국적으로 구조물이 파괴될 가능성이 높아진다. 특히, 중력식구조물이 설치된 하부지반내에서는 파작용에 의한 큰 과잉간극수압과 작은 유효응력으로 부터 발생되는 지반액상화의 여부를 정확히 예측할 필요가 있고, 이러한 지반의 동적거동 특성은 설계에 충분히 반영되어야 한다. 본 연구에서는 2차원수치파동수로를 불규칙파동장으로 확장한 수치해석법을 적용하여 해저지반상 및 구조물의 표면상에서 시간변동의 동파압과 유속에 의한 전단응력을 산정하고, 그 결과를 지반의 동적거동을 정밀하게 재현할 수 있는 해저지반응답용의 수치해석프로그램 FLIP(Finite element analysis LIquefaction Program)에 입력치로 적용하여 해저지반내에서 과잉간극수압 및 유효응력의 시공간적인 변화, 이로 인한 액상화, 그리고 지반의 시간변형과 구조물의 시간변위를 정량적으로 평가한다. 이로부터 해저면상에서 전단응력을 고려한 경우 구조물 전면의 하부해저지반에서 액상화 가능성을 확인할 수 있었고, 액상화된 토립자는 흐름에 저항력을 상실하므로 세굴로 이어질 것으로 판단된다. 따라서, 태풍시 고파랑의 작용이 장시간 지속되는 경우 구조물의 전면에서는 지반액상화로 인한 지반강도의 현저한 저하로 구조물의 진동변위가 더욱 크게 발생되고, 더불어 구조물의 안정성에 영향을 미칠 것으로 예상된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권1C호
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• pp.11-20
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• 2009

지표 근처에 있는 지중 이상체를 효율적으로 파악하기 위한 대안으로 HWAW 기법을 이용한 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 HWAW 기법을 적용하여 위치-파장에 대한 위상속도의 영상을 획득한다. 지중 이상체로 인해 표면파 위상 속도의 왜곡 현상이 발생하며 이를 근거로 획득한 영상으로부터 그 위치를 추정하는 방법이다. 현장 실험 방법에서부터 신호 처리, 결과 고찰에 이르는 과정을 소개하였으며 다양한 조건의 지중 이상체가 포함된 지반 모델을 이용하여 수치해석을 수행, 제안된 방법을 검증하였다. 지중 이상체의 성격에 따라 표면파의 진행 및 반사 특성이 달랐으며 이러한 현상은 제안된 방법의 위상속도 영상을 통해 더욱 용이하게 확인할 수 있었다. 여러 지반 모델에 대한 수치해석 결과로부터 지중 구조물에 의한 위상 속도 왜곡 현상의 규칙을 파악할 수 있었으며 이러한 규칙은 실제 현장 자료 해석에 있어 단서가 되었다. GPR, 전기 비저항 탐사 등의 기존 물리탐사 기법들이 수반된 현장 검증 실험을 수행함으로써 제안된 기법의 현장 적용성을 확인하였다. 실제 지반은 수치해석과 달리 균질하지 않은 상태임에도 수치해석에서와 같이 지중 이상체 근처에서 위상 속도의 왜곡 현상이 관찰되었으며 추정된 위치는 타 물리탐사 기법들의 결과와 일치하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.281-294
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• 2015

해상 풍력발전체 최적설계에 필요한 파력과 풍력의 비선형 상쇄 간섭 생성기작을 규명하기 위해 5MW급 해상풍력 발전체를 대상으로 1/50 scale로 수리모형실험을 수행하였다. 해상풍력 발전체의 하부구조물은 시공이 용이하여 가장 선호되는 mono pile로 선정하였다. 돌풍은 Kaimal 스펙트럼과 상호스펙트럼에 기초한 Monte carlo 모로 재현하였으며, 모의결과를 토대로 순간 최대풍속은 10 m/s로 조정하였다. 파고는 해상풍력 시범단지가 예정되어있는 우리나라 서해안 해역의 파황을 고려하여 $H_s=0.1m$, 0.15 m, 0.2 m로 선정하였다. 수리모형실험 결과, 파력과 풍력의 비선형 상쇄 간섭은 해역이 거칠수록 보다 확연하게 관측되었으며, 이러한 결과는 해수면 요철로 인해 대기와 해수면의 경계에서 출현하는 Large eddy가 비선형 상쇄 간섭의 생성 기작이라는 우리의 추론을 뒷받침한다.