• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제25권3호
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• pp.147-153
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• 2013

파력변환장치에는 여러 가지 형식이 있으며 지점흡수식이 가장 많이 연구되고 있다. 하지만, 국내외적으로 진동형 전력부이 형식의 설계를 위한 계통적 실측자료 분석 예는 찾기가 어렵다. 본 연구는 권 등(2010)에 의해 제안된 지점흡수식인 공진형 파동에너지 추출시스템에 작용하는 파랑외력을 산정하고자 한다. 본 연구는 경북 동해안에 위치한 후 포항 북방파제 전면수역에서 수압식 파고계를 이용하여 약 3년동안 관측한 자료(2002년 5월 1일~2005년 3월 29일)를 대상으로 시계열 스펙트럼을 분석하였다. 분석결과, 월별주기변동과 파고변동이 뚜렷하게 나타나며 월별 파력이 년 간 불균등하게 분포함을 알았다. 상시파랑의 평균 파형경사는 풍파영역인 0.02-0.04보다 작은 0.01이였다. 년 중 파의 평균주기의 최빈값은 5.31 sec 이며 본 주기에 해당하는 파고 중 최빈 파고는 0.32m이다. 첨두 주기의 발생확률은 이산형(bi-modal)으로 나타나며 4.47 sec와 6.78 sec에서 mode값을 보인다. 설계주기는 이러한 4개의 값으로부터 선택할 수 있다. 파고는 1m 이하가 약 95%를 차지하고 있다. 본 연구를 통하여 파력이 미약한 해역에서는 공진형 파력 시스템이 필요하며 파력의 월별 불균등 분포를 극복하기 위한 최적설계가 전력생산단지(Wave Energy Farm) 형성을 위한 주요한 과제임을 알았다. 본 연구는 상시파랑의 평균스펙트럼에 대하여 표준스펙트럼으로 표현이 불가능하여 3개의 매개변수로 표현이 가능한 새로운 스펙트럼형을 제안하였으며 파력부이에 의한 전력생산 예측과 피로해석을 위한 기본 자료를 제공할 수 있다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제19권1호
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• pp.15-20
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• 2014

Accurate simulation of free-surface wave flows around a ship is very important for better hull-form design. In this paper, a computational fluid dynamics (CFD) code, termed SNUFOAM, which is based on the open source libraries, OpenFOAM, was developed to predict the wave patterns around a ship. Additional anti-diffusion source term for minimizing a numerical diffusion, which was caused by convection differencing scheme, was considered in the volume-fraction transport equation. The influence of the anti-diffusion source term was tested by applying it to free-surface wave flow around the Wigley model ship. In results, the band width of the volume fraction contours between 0.1 to 0.9 at the hull surface was narrowed by considering the anti-diffusion term.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.1931-1934
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• 2006

The accuracy impact of using high-order Boussinesq-type model as compared to the typical order model is examined in this paper. The multi-layer model developed by Lynett and Liu(2004a) is used for simulating of wave breaking over a step region. The overall comparisons between the two-layer model and the hydraulic experiments are quite good. The one-layer model overshoals the wave near the breakpoint, while the two-layer model shoals at a rate more consistent with the experimental data.

• 한국항해항만학회지
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• 제34권1호
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• pp.51-57
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• 2010

항내 정온도를 산정 할 때에는 불규칙파의 회절과 반사가 정확하게 계산되어지는 것이 중요하다. 본 연구에서 수치모형의 기본방정식은 완경사 방정식을 사용하였으며, 이는 파랑 거동에 큰 영향을 미치는 비선선형성을 고려할 수 있는 장점을 가지고 있다. 그리고, 삼각격자망은 유한요소법을 이용하여 생성되었다. 비선형성의 효과를 검증하기 위하여 본 연구에서 개발된 수치모형의 계산결과들은 다른 연구자들의 실험결과 및 수치결과와 비교되어졌다. 그 결과, 비선형성의 파랑을 고려한 경우가 고려하지 않은 경우보다 파랑해석에 더 정확하다는 것을 보여주었다. 본 모형을 적용하기 위하여 해수교환방파제가 설치되어 있는 주문진항에 파고분포가 계산되어졌다. 수치해석결과, 이상 파랑이 해수교환방파제를 통한 유입 시에 항내 파고분포의 결과들이 높게 나타났다. 그러므로, 항내 파고를 낮게 유지하기 위해서는 이상 파랑의 유입을 차단할 수 있는 시설이 필요되어질 것으로 사료된다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제18권3호
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• pp.212-214
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• 2018

The finite-difference time-domain (FDTD) model was developed to analyze electromagnetic (EM) wave propagation in an inhomogeneous ionosphere. The EM analysis of ionosphere is complicated, owing to various propagation environments that are significantly influenced by plasma frequency, cyclotron frequency, and collision frequency. Based on the simple auxiliary differential equation (ADE) technique, we present an accurate FDTD algorithm suitable for the EM analysis of complex phenomena in the ionosphere under arbitrary-direction geomagnetic field. Numerical examples are used to validate our FDTD model in terms of the reflection coefficient of a single magnetized plasma slab. Based on the FDTD formulation developed here, we investigate EM wave propagation characteristics in the ionosphere using realistic ionospheric data for South Korea.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 1997년도 춘계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Fall 1997
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• pp.128-135
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• 1997

The indirect boundary integral equation is formulated to analyze the behavior of a cavity in a multilayered half-plane subjected to earthquake waves. This formulation uses the fundamental solutions that are numerically calculated by the generalized transmission and reflection coefficient method. The free surface of the cavity without external excitation influences the behavior of the half-plane. Consequently this analysis adds the consideration of scattering-field into the analysis and the total motion field of the cavity is decomposed into the free-field and scattering-field motions. The free-field motion is obtained from the modification of the transmission and reflection coefficient method. The scattering-field motion is calculated is calculated by the indirect boundary value problem which has the ficticious boundaries and sources. In this study, P wave, SV wave, SH wave, and Rayleigh wave are analyzed respectively.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제7권2호
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• pp.26-32
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• 2006

This paper targets a direct and quantitative prediction of characteristics of unstable waves in a combustion chamber, which employs the governing equations derived in terms of amplification factors of flow variables. A freshly formulated nonlinear acoustic equation is obtained and the analysis of unsteady waves in a rocket engine is attempted. In the present formalism, perturbation method decomposes the variables into time-averaged part that can be obtained easily and accurately and time-varying part which is assumed to be harmonic. Excluding the use of conventional spatially sinusoidal eigenfunctions, a direct numerical solution of wave equation replaces the initial spatial distribution of standing waves and forms the nonlinear space-averaged terms. Amplification factor is also calculated independently by the time rate of changes of fluctuating variables, and is no longer an explicit function for compulsory representation. Employing only the numerical computation, major assumptions inevitably inherent, and in erroneous manner, in up to date analytical methods could be avoided. With two definitions of amplification factor, 1-D stable wave and 3-D unstable wave are examined, and clearly demonstrated the potentiality of a suggested theoretical-numerical method of combustion instability.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제32권2호
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• pp.106-121
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• 2020

항 외곽시설 신뢰성 설계가 합리적으로 구현하기 위해서는 우리나라 해양환경 특성이 반영된 확률모형이 필요하며 이러한 시각에서 본 연구에서는 천 해역 확률모형 개발을 위한 기초연구의 일부로 불규칙 파랑 천수 과정을 수치 모의하였다. 수치 모의는 자연해안에서 흔히 관측되는 사주가 원빈에 형성된 해안을 대상으로 수행하였으며 파랑모형은 spatially filtered Navier-Stokes Eq., LES[Large Eddy Simulation], one equation dynamic Smagorinsky turbulence closure 등으로 구성하였다. 불규칙 파랑은 우리나라 동해안에서 관측되는 너울 특성을 반영하기 위해 다양한 첨두 증강계수를 지니는 JONSWAP 스펙트럼과 random phase method를 사용하여 모의하였다. 파고분포의 모수는 먼저 수치 모의에서 관측된 자유수면 시계열 자료를 threshold crossing method로 파별 해석[wave by wave analysis]하여 개별 파랑을 특정하고, 이어 이렇게 특정된 파마루와 파곡 빈도 해석결과로부터 산출하였다. 모의결과 현재 천 해역 파고분포를 대표하는 수정 Glukhovskiy 파고분포는 큰 파고와 작은 파고 발생확률은 과다하게, 중간 크기 파고 발생확률은 과소하게 평가하는 것으로 모의 되었으며, 이에 반해 본 논문에서 제시된 파고분포의 경우 일치도가 상당하였다. 또한, 전술한 수정 Glukhovskiy 파고분포와의 간극은 쇄파역에서 제일 현저하게 관측되어 수정 Glukhovskiy 파고분포를 쇄파역 언저리에 거치되는 외곽시설 신뢰성 설계에 적용하는 일은 지양되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국해양공학회지
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• 제23권4호
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• pp.6-11
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• 2009

In this study, the internal waves in two-density layered fluids were analyzed using the Numerical Wave Tank (NWT) technique in the frequency domain. The NWT is based on a two-domain Boundary Element Method with the potential fluids using the whole-domain matrix scheme. From the mathematical solution of the two-domain boundary integral equation, two different wave modes could be classified: a surface wave mode and an internal wave mode, and each mode were shown to have a wave number determined by a respective dispersion relation. The magnitudes of the internal waves against surface waves were investigated for various fluid densities and water depths. The calculated results are compared with available theoretical data.

• 지구물리와물리탐사
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• 제26권3호
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• pp.114-125
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• 2023

편미분방정식의 해를 구하기 위한 여러 수치해법들의 한계와 순수 데이터 기반 기계학습의 단점을 극복하기 위해 물리정보신경망(physics-informed neural network, PINN)이 제안되었다. 물리정보신경망은 편미분방정식을 손실함수 구성에 직접 활용하여 기계학습 훈련에 물리적 제약을 주는 기법으로 파동방정식 모델링에도 활용될 수 있다. 그러나 물리정보신경망을 이용하여 파동방정식을 풀기 위해서는 신경망 훈련 시 입력에 대한 2차 미분이 수행되어야 하고, 그 결과로 출력되는 파동장은 복잡한 역학적 현상들을 포함하고 있어 섬세한 전략이 필요하다. 이 해설 논문에서는 물리정보신경망의 기본 개념을 설명하고 파동방정식 모델링에 활용하기 위한 고려사항들에 대해 고찰하였다. 이러한 고려사항에는 공간좌표 정규화, 활성함수 선정, 물리손실 추가 전략이 포함된다. 훈련자료의 공간좌표를 정규화한 후 사용하면 파동방정식 모델링을 위한 신경망 훈련에서 초기 조건이 더 정확하게 반영되는 것을 수치 실험을 통해 보였다. 또한 신경망을 통한 파동장 예측에 가장 적절한 활성함수를 선정하기 위해 여러 함수들의 특성을 비교했다. 특성 비교는 각 활성함수들의 입력자료에 대한 미분과 수렴성을 중심으로 이루어졌다. 마지막으로 신경망 훈련 중 손실함수에 물리손실을 추가하는 두가지 시나리오의 결과를 비교하였다. 수치 실험을 통해 훈련 초기부터 물리손실을 활용하는 전략보다 초기 훈련단계 이후부터 물리손실을 적용하는 커리큘럼 기반 학습전략이 효과적이라는 결과를 도출했다. 추가로 이 결과를 물리손실을 전혀 사용하지 않은 훈련 결과와 비교하여 PINN기법의 효과를 확인하였다.