• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제20권6호
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• pp.882-895
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• 2006

Surface and interfacial waves in two superposed horizontal inviscid fluids of finite depths are studied. The flow is induced by translating a vertical rigid plate with a prescribed velocity. Analytical solutions that accurately predict the motion of the free surface and the interface are obtained by using a small-Froude-number approximation. Three different velocities of the plate are considered, while flows induced by any arbitrary motion of the plate can be easily analyzed by a linear superposition of the solutions obtained. It is shown that pinching of the upper layer can occur for a sufficiently thin upper layer, which leads to its rupture into small segments. Other interesting phenomena, such as primary and secondary wiggles generated on the interface near the wavemaker, are discussed.

• 한국해안해양공학회지
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• 제13권3호
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• pp.195-201
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• 2001

본 논문은 파랑중에 다전 계류된 원유저장선에 대한 저주파수 운동을 수치 모사하였다. 시간영역에서의 운동방정식은 충격응답함수를 포함하여 수평면상의 운동 즉 전후, 좌우 및 선수 운동을 고려하였다. 시간영역의 운동방정식에 나타난 부가질량, 파랑감쇠계수, 1차항 파랑 강제력 그리고 2차항 파랑 강제력을 주파수 영역의 특이점 분포법을 사용하여 계산하였고, 다점 계류된 계류삭은 체인이 해저면에 닿은 운동 효과를 포함하여 준 정적 현수선 이론으로 산정되었다. 계산 예로서 장파정 불규칙 파랑 중에 놓인 바아지식 원유저장선에 대한 시간 영역 해석을 수행하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제18권3호
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• pp.8-12
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• 2004

The anchor is laid on the seabed, and the main engine is working against incident environmental loads in a typhoon. As the main engine is broken Mum in the storm, the anchor chain is cut and the vessel drifts. Although a ship is moored by two-point mooring lines to maintain her position, it has crashed into a rock because of a typhoon, resulting in a possible accidental oil spillage. In this paper, we studied maintenance of a ship's position, which is analyzed based on the slow motion maneuvering equations considering wave, current, and wind. To estimate wave loads, the direct integration method is employed. The current forces are calculated, using MMG (Mathematical Modeling Group). Th two-point mooring forces are quasi-statistically evaluated, using the catenary equation. Th coefficients of wind forces are modeled from Isherwood's empirical data, and the variation of wind speed is estimated by wind spectrum. The nonlinear motions of a two-point moored ship are simulated, considering wave, current, and wind load, in specific domain of time.

• 한국해양공학회지
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• 제11권1호
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• pp.65-73
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• 1997

본 연구는 부유식 파랑제어구조물의 계류방식을 말뚝계류식으로 하여 종래의 부유식 파랑제어구조물의 파랑제어기능을 보완하고, 친수성 구조물로 이용할 수 있는 다용도 구조물의 개발을 목표로 하고 있다. 본 연구에서는 부유체의 계류장치에 초기반력을 작용시킴으로써 발생하는 파랑제어 효과의 개선과 부유체의 동요제어 효과를 수치계산법을 통하여 논의하였다. 이 때 계류부에서 발생하는 비선형 마찰력을 선형모델화하는 이론을 전개한 다음 수치계산 및 실험값을 통하여 본 수치모델의 적용성에 관하여 논의한 결과 양호한 일치성을 보였다. 또한, 파랑제어 효과 및 부유체의 동요저감 효과를 동시에 만족할 수 있는 초기반력에 관하여 논의하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.255-267
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• 2008

대표적인 상용 CFD 코드 중 하나인 FLOW-$3D^{(R)}$에 포함된 강체에 대한 6-자유도 운동을 적용한 음해법의 GMO 방법을 이용하여 항주파의 재현 가능성을 살펴보았다. 모델에 의한 항주파의 형상 재현시 depth Froude number에 따른 수평 파형이 잘 재현되었으며, 선박의 직선항로 항행시 일정한 수심인 경우와 실제 수심인 경우를 비교함으로써 모델이 수심에 따른 파형의 변화를 잘 재현함을 알 수 있었다. 또한, 모델에 의해 실제 수심조건에서 두 척의 선박이 교차 진행할 경우와 선박이 곡선항로를 항행할 경우에 대한 항주파를 잘 재현할 수 있음을 보였다. 따라서, FLOW-$3D^{(R)}$를 이용하여 항주파를 수치모의할 경우 관측을 통한 모델의 검 보정을 통해 항로와 항구에서의 항주파를 보다 정확하게 예측할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.73-80
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• 2016

파의 왕복운동을 지속적인 일방향 회전운동으로 유도하여 발전기의 가동에 있어 기계적인 손실 에너지를 감소시켜 발전효율을 극대화시킬 수 있는 파의 수평왕복운동을 직접 이용하는 가동물체형 파력발전장치가 개발되었다. 그리고 실제 전력생산에 관한 수리실험이 수행되었고 그 결과가 토의되었다. 수리실험에서 부력 탱크의 형상에 따른 발전장치의 발전효율은 파력판의 무게를 충분히 지탱하는 직경 9 cm의 고정식 부력 탱크가 평균발전효율 14.6%로 좋은 결과를 보였으며 효율이 좋을 것으로 기대되었던 부력 탱크가 자유로이 승강하는 경우는 발전효율이 8.5%로 좋지 못한 결과를 보였다. 그리고 여러 파랑조건에 따른 직경 9 cm의 고정식 부력 탱크형 발전모형의 평균발전 효율이 수심 90 cm에서 기어비 2단 3.9%, 3단 4.9%, 4단 4.9%, 5단 12%, 6단 10.0%, 7단 3.1%, 그리고 8단 3.0%를 나타냈으며, 수심 80 cm의 기어비 5단에서 15%의 발전효율이 계측되었다. 따라서 이 파력발전장치는 수심 80~90 cm의 기어비 5단에서 비교적 높은 13.5%의 평균발전효율을 얻을 수 있었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제38권2호
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• pp.10-18
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• 2001

초대형 해상 공항은 길이나 폭이 수 킬로미터인 거대 구조물이며, 해상에 계류된 해상공항의 설계에 있어 파도에 의한 1차항 파강제력과 2차항 파강제력은 반드시 고려하여야 한다. 본 논문에서 파중에서 돌핀계류된 해상공항에 대한 운동응답의 시간영역해석이 제시된다. 운동방정식에서 동유체력 계수와 파도에 의한 힘은 주파수 영역의 3차원 패널 방법으로부터 계산되며, 동시에 돌핀계류계에 대한 계류력과 수평방향의 표류력이 본 계산에서 얻어진다. 본 논문의 계산 예로 일본에서 실증실험을 수행한 phase I 해상공항에 대해 불규칙파 중에서 시간영역 해석이 제시된다.

• Ocean Systems Engineering
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• 제4권3호
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• pp.215-241
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• 2014

Steel catenary riser (SCR) is a popular/economical solution for the oil/gas production in deep and ultra-deep water. The behavioral characteristics of SCR have a high correlation with the motion of floating production facility at its survival and operational environments. When large motions of surface floaters occur, such as FPSO in 100-yr storm case, they can cause unacceptable negative tension on SCR near TDZ (touch down zone) and the corresponding elastic deflection can be large due to local dynamic buckling. The generation, propagation, and decay of the elastic wave are also affected by SCR and seabed soil interaction effects. The temporary local dynamic buckling vanishes with the recovery of tension on SCR with the upheaval motion of surface floater. Unlike larger-scale, an-order-of-magnitude longer period global buckling driven by heat and pressure variations in subsea pipelines, the sub-critical local dynamic buckling of SCR is motion-driven and short cycled, which, however, can lead to permanent structural damage when the resulting stress is greatly amplified beyond the elastic limit. The phenomenon is extensively investigated in this paper by using the vessel-mooring-riser coupled dynamic analysis program. It is found that the moment of large downward heave motion at the farthest-horizontal-offset position is the most dangerous for the local dynamic buckling.

• 한국항해항만학회지
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• 제27권6호
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• pp.677-682
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• 2003

The long-period gravity wave, the wave period from some ten seconds to some minutes, induces not only the big sway of a ship moored and berthed in the harbor due to the horizontal long-distance motion of a water but also strong exfoliated flow and vortices near the harbor entrance. They muse serious problems on the safety navigation of vessels entering and leaving the harbor, but this gravity wave has not been searched sufficiently yet. Then it is quite important to reveal the characteristics of this long-period gravity wave ana to solve various problems induced by this wave. The long-period gravity wave measurement system with arrayed buoys installed the kinematic GPS was already proposed, which provides the precise propagating direction of the long-period gravity wave. In this paper, the observation results of the wave measurement system are shown by the MUSIC method And the propagating wave direction was estimated precisely enough in comparison with other results used other method.

• 한국지진공학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.169-177
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• 2021

In this paper, horizontal seismic responses of a structure built on a sunken mat foundation were compared with those built on a solid embedded mat foundation to investigate the effect of a sunken mat foundation on the horizontal response of a structure. Seismic analyses of a structure laid on the embedded mat foundation were performed by utilizing a pseudo-3D finite element software of P3DASS. Three bedrock earthquake records downloaded from the Pacific Earthquake Engineering Research Center database were scaled to reproduce weak-moderate earthquakes. Weak, medium, and stiff soil layers were considered for the seismic analyses of the structure-foundation-soil system. Parametric studies were performed for foundation radius, foundation embedment depth, and shear wave velocity of a soil layer to investigate their effect on the seismic response spectrum. The study result showed that the design spectrum of a structure built on a sunken mat foundation was similar to that with a solid embedded mat foundation showing a slight difference due to almost the same seismic base motion beneath both embedded foundations.