• Ocean Systems Engineering
• /
• 제1권4호
• /
• pp.285-296
• /
• 2011

Spar platforms have several advantages for deploying wind turbines in offshore for depth beyond 120 m. The merit of spar platform is large range of topside payloads, favourable motions compared to other floating structures and minimum hull/deck interface. The main objective of this paper is to present the response analysis of the slack moored spar platform supporting 5MW wind turbine with bottom keel plates in regular and random waves, studied experimentally and numerically. A 1:100 scale model of the spar with sparD, sparCD and sparSD configuration was studied in the wave basin ($30{\times}30{\times}3m$) in Ocean engineering department in IIT Madras. In present study the effect of wind loading, blade dynamics and control, and tower elasticity are not considered. This paper presents the details of the studies carried out on a 16 m diameter and 100 m long spar buoy supporting a 90 m tall 5 MW wind turbine with 3600 kN weight of Nacelle and Rotor and 3500 kN weight of tower. The weight of the ballast and the draft of the spar are adjusted in such a way to keep the centre of gravity below the centre of buoyancy. The mooring lines are divided into four groups, each of which has four lines. The studies were carried out in regular and random waves. The operational significant wave height of 2.5 m and 10 s wave period and survival significant wave height of 6 m and 18 s wave period in 300 m water depth are considered. The wind speed corresponding to the operational wave height is about 22 knots and this wind speed is considered to be operating wind speed for turbines. The heave and surge accelerations at the top of spar platform were measured and are used for calculating the response. The geometric modeling of spar was carried out using Multisurf and this was directly exported to WAMIT for subsequent hydrodynamic and mooring system analysis. The numerical results were compared with experimental results and the comparison was found to be good. Parametric study was carried out to find out the effect of shape, size and spacing of keel plate and from the results obtained from present work ,it is recommended to use circular keel plate instead of square plate.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
• /
• 한국항해항만학회 2007년도 추계학술대회 및 제23회 정기총회
• /
• pp.365-372
• /
• 2007

과학기술과 항해기기의 발달에 맞추어 항로표지의 지원기능도 변해야 하므로 이에 대한 역할 재정립이 필요하다. 항계내에서도 늘어가는 배경광에 대한 대책 및 항계내의 항로를 가로지르는 교량과 선박과의 충돌방지를 위하여 교량의 시인성 개선방안이 필요하다. 항로표지의 설치원칙과 설치기법 부두와 교량 시설물의 접현 등화를 이용하여 이들의 시인성을 개선하는 방안 및 교량부근에서 선박이 바람과 조류 등 외력에 의하여 표류하는 정도를 인식하여 교각과의 충돌방지에 도움이 되는 중시등화의 시설 등에 대하여 이용자의 시각으로 기술한다.

• 한국항해학회지
• /
• 제18권1호
• /
• pp.31-39
• /
• 1994

The practical shiphandlers, such as ship's captain, pilot and mooring master, in charge of the SBM app-roaches and mooring operations of loaded VLCC should have a highly advanced shiphandling skills because of taking advantage of the wind and current from ahead without assistance of big tugboats. But now except some approaching skills in the vicinity of SBM buoy or waiting anchorage we do not have an optimal controlled approaching maneuvers in the entire course of port approaches. Consequently this study presents the optimal SBM approaches to the practical shiphandlers of VLCC and puts to use with effect in the practical operations. The conclusions of this simulation study are as follows : 1) The optimal SBM approaches in combination of Woo's Approach and a large change of heading were presented for the practical shiphandlers, 2) According to simulation of the pilotship the angle of a large change of heading for reducing headway is more than 70 degrees approximately. 3) Applied this optimal approaches to the SBM operations of simulated Port of Ulsan and confirmed the control of ship and the economy of port approaches time.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제34권1호
• /
• pp.11-18
• /
• 2022

본 연구는 대한해협 인근 입자추적 예측 기법의 정확도 개선을 위해서 해수유동 수치모델 결과를 이용하여 만든 입자추적 모델과 현장 관측 자료를 이용한 기계학습 기반 입자 추적 모델을 비교 및 분석하였다. 세부 연구 방법으로는 대한해협에서 관측된 표층 뜰개 이동 궤적 자료, 3개 관측소(가거도, 거제도, 교본초 관측소)의 조위 및 바람자료를 학습시켜 만든 기계 학습(선형 회귀, 의사결정나무) 기반 예측자료, 수치모델 예측자료(ROMS, MOHID)를 3가지 오차평가방법(CC, RMSE, NCLS)을 통해 비교하였다. 최종 결과로서 CC와 RMSE에서는 의사결정나무 모델의 예측 정확도가 가장 우수하였고 NCLS에서는 MOHID 모델의 예측 결과가 가장 우수하였다.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제8권3호
• /
• pp.262-273
• /
• 2003

기상청에서 현업 예보용으로 사용되는 중규모 기상 모델(MM5/KMA)의 해상풍 예측 결과와 이를 입력 자료로 제 3세대 파랑 모델(WAVEWATCH-III)을 적용하여 2002년 1년 동안의 한반도 주변해역의 해상풍과 파랑 특성을 분석하였다. 모델 결과의 검증을 위해서 해양기상 관측 부이의 관측 자료와 TOPEX/POSEIDON위성의 유의 파고 자료를 이용한 통계 비교 분석을 실시하였다. 관측 값과 모델 결과 사이에 약 60-80%의 상관성을 나타내었고, 연안에 가장 근접해 위치한 칠발도의 풍향을 제외하면, 연안 지역까지의 해상풍과 파고를 본 모델에서 잘 재현하고 있다고 분석되었다. 위의 검증 결과를 토대로 2002년 한반도를 포함한 동아시아 해역의 월평균 해상풍 및 유의파고, 파장, 파주기의 분포도를 제시하였다.

• 한국대기환경학회지
• /
• 제25권4호
• /
• pp.304-315
• /
• 2009

Numerical simulations were carried out to understand the effect of Sea Surface Temperature (SST) spatial distribution on regional circulation. A three-dimensional non-hydrostatic atmospheric model RAMS, version 6.0, was applied to examine the impact of SST forcing on regional circulation. New Generation Sea Surface Temperature (NGSST) data were implemented to RAMS to compare the results of modeling with default SST data. Several numerical experiments have been undertaken to evaluate the effect of SST for initialization. First was the case with NGSST data (Case NG), second was the case with RAMS monthly data (Case RM) and third was the case with seasonally averaged RAMS monthly data (Case RS). Case NG showed accurate spatial distributions of SST but, the results of RM and RS were $3{\sim}4^{\circ}C$ lower than buoy observation data. By analyzing practical sea surface conditions, large difference in horizontal temperature and wind field for each run were revealed. Case RM and Case RS showed similar horizontal and vertical distributions of temperature and wind field but, Case NG estimated the intensity of sea breeze weakly and land breeze strongly. These differences were due to the difference of the temperature gradient caused by different spatial distributions of SST. Diurnal variations of temperature and wind speed for Case NG indicated great agreement with the observation data and statistics such as root mean squared error, index of agreement, regression were also better than Case RM and Case RS.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제3권1호
• /
• pp.9-15
• /
• 1998

기상청에서는 1996년 7월부터 1997년 2월까지 목포앞바다의 칠발도 인접 해역에 1시간 간격으로 해양기상을 관측할 수 있는 부이를 설치하고 자료를 얻었다. 이 자료로부터 이 해역의 1일 평균 해양-대기 열교환량을 산출하고, 해양기상 상태의 특성을 조사하였다. 현열속의 경우, 7월에 최소(평균 -5.5 $Wm^{-2}$)이고, 1월에 최대(평균 12.6 $Wm^{-2}$)를 나타내고 있는데 이는 여름철에 대기가 해양으로 열을 공급하고 겨울철에는 반대로 해양에서 대기로 열을 공급하지만 그 크기는 여름철이 겨울철에 비해 작다는 것을 의미한다. 잠열속의 경우 7월에 최소(평균 -4.6 $Wm^{-2}$)를 보이고, 최대값은 11월에 월 평균 86.5 $Wm^{-2}$이고 10월에 일평균 최대값이 250$Wm^{-2}$까지 나타났다. 잠열 속은 대기가 건조해지고 바람이 강해지는 가을철에 최대가 나타나서 겨울철까지 지속된다. 파랑분석에 의하면 바람이 강한 겨울철이 여름철에 비해 높은 파의 출현율이 많았다 파주기는 4~6초의 출현율이 가장 많았고, 파향은 계절풍의 영향으로 겨울에는 북 또는 북동방향에서 유입되는 파가 우세하고, 여름에는 남, 남서 또는 서쪽에서 유입되는 파가 비교적 자주 출현하였다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제26권3호
• /
• pp.240-252
• /
• 2005

한반도 주변 해역의 5개 지점(덕적도, 칠발도, 거문도, 거제도, 동해 정점)에서 관측된 기상청의 해양 기상 관측 부이 자료를 이용하여 각 해역에서 바람과 파도의 관계를 분석하였다. 전반적으로는 서해 정점에서는 파도가 바람의 영향을 가장 많이 받고 남해 정점에서는 파도가 바람의 영향을 가장 적게 받으며 동해 정점에서는 그 중간이며 각 정점별 특징은 다음과 같다. 칠발도에서는 풍속이 강한 겨울철의 주 풍향인 북서방향으로 바다가 트여있고 얕은 수심에 의한 여울효과로 가장 높은 파고가 발달하며 풍향과 파향이 다른 정점에 비해서 가장 잘 일치한다. 이에 비해 덕적도는 북서방향이 황해도에 의해 막혀 있기 때문에 취송거리가 제한되어 겨울철에 충분히 발달한 파도가 생기지 않는다. 이러한 취송거리의 제한은 남해 정점에서 더 크다. 북풍이 우세한 남해의 두 정점에서는 북쪽의 육지 때문에 파도의 발달이 제한되어 바람이 강해도 파고는 거의 높아지지 않는다. 남해 정점에서는 어느 방향에서 바람이 불든지 모든 파향의 파가 고르게 유입되며 그 중 우세한 파향은 항상 동중국해에서 유입되는 방향이다. 그 방향은 거문도와 거제도에서 각각 남쪽 방향과 남서 방향이며 이 방향으로는 바람이 약할 때도 파도가 유입된다. 동해 정점에서는 수심이 깊어 파도가 크게 발달하지만 풍향과 파향이 일치하지 않는 경우가 많아 파고의 발달이 칠발도에서 보다는 낮다. 이와 같이 풍속과 더불어 풍향이 파랑발달에 중요한 이유는 풍향에 의해 취송거리가 결정되기 때문이다. 덕적도와 칠발도에서 풍향이 변하지 않고 오래 지속되는 경우를 보면 파향이 풍향과 일치하며 파고는 최대풍속 후에 최대파고가 나타나는 반응시간이 길수록 커지는 것을 볼 수 있다. 그러나 풍향과 파향이 일치하지 않는 동해 정점의 경우에서는 풍속이 크고 반응시간이 길어도 파고가 서해 정점에서와 같이 많이 높아지지는 않는다. 이상의 결과는 풍속이 클수록, 취송거리가 길수록, 지속시간이 길수록 파고가 크게 발달하는 일반적인 경향과 더불어 각 정점별로는 육지와 바다의 방향, 해저지형, 주변해역의 규모 등의 환경조건에 의해 바람에 의한 파도의 발달율이 달라지는 것을 보여준다.

• 한국항해학회지
• /
• 제15권1호
• /
• pp.12-47
• /
• 1991

본 논문은 마이크로 컴퓨터를 이용한 항만설계 시물레이션에 대한 계념을 소개하고 시물레이션의 핵심인 선박의 수학 모델에 대해 해석 및 분석을 하였다. 그리고 항만설계 시물레이션 기법을 부산항 3단계 개발 계획에 직접 응용하여 본게획과 관련한 설계상의 문제점 유무, 그리고 개발이 예정대로 완료된후 입출항할 대형 컨테이너선의 조선과 관련된 문제점 등에 대해 감정을 하였다. 먼저, 신설되는 컨테이너 터미널 전방의 turning basin의 크기에 대해 검정하고 동시에 선박의 이접안에 대해 그 안전성을 확인하였다. 동시에 새로 건설되는 부산 외항의 방파제를 통한 선박의 입출항과 관련한 안전성 문제도 검정하였다. 시물레이션에는 전장 290m 총톤수 60,000톤의 panamax size의 풀 컨테이너선을 이용하였다. 시물레이션은 전직 카디프항 도선사와 유경험 항해사에 의해 직접 실시되었으며 총 116회의 시물레이션 중 68회의 시물레이션이 실제 문제의 분석에 이용되었다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제22권7호
• /
• pp.869-875
• /
• 2016

본 연구에서는 파랑후측모델링을 통해 우리나라 연안에서의 장기 파랑경향성을 분석하였다. 파랑경향성 분석시 사용한 바람자료는 1979년부터 현재까지 제공하고 있는 ECMWF 바람자료를 사용하였으며, 모델수행 기간은 2001년~2014년으로 14년 동안 수행하였다. 생산된 파랑후측모델링 결과는 국립해양조사원 및 기상청에서 설치한 파랑관측부이 자료를 이용하여 검증하였다. 검증 결과, 태풍 및 폭풍이 발생한 이벤트 상황을 모델이 잘 재현하고 있으며, 정량적인 RMSE 값은 0.5 m로 유의한 결과 값을 보였다. 파랑후측모델링을 통한 최근 14년 동안의 파랑 경향성 분석 결과, 과거에 비해 권역별 파고 2 m 이상 출현율은 전해역 평균 0.082 %/year로 증가하고 있으며, 이는 고파랑이 지속적으로 심화되고 있음을 뜻한다. 이러한 연안 파랑경향성 분석자료는 최근 기후변화에 따른 연안의 취약성평가 및 연안역에서의 침식방지구조물의 방재 설계를 위한 기초자료로 사용 가능하다.