• 수산해양교육연구
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• 제25권1호
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• pp.1-11
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• 2013

The aim of this study was estimated the characteristics of the wave propagation by the water level conditions using a numerical modeling method at the Wando sea area. For three cases numerical simulation on the condition of incident and incoming of the deepwater design wave and the season normal wave, the spatial distribution of the incident wave at study area were investigated. And the calculated numerical modeling results were compared with measured field wave data. According to on-site wave data measured for 18 days, the range of the significant wave height and period were 0.10~1.14 m, 4.35~8.74 sec, respectively, and the maximum wave height were 0.15~1.66 m. From the results of numerical model for offshore design wave incident, the wave height attacked from Southern-East direction at this study area were over maximum 10.5 m because of rapidly change of water depth. Numerical modeling by three water level conditions of Approxmate Lowest Low Water Level(Approx. L.L.W), Mean Sea Level(M.S.L) and Approximate Highest High Water Level(Approx. H.H.W) were practiced. From the results for the case of Approx. H.W.L, variations of wave height at the back area of islands were about 1.6 m at maximum value for the case of deepwater design wave incoming. The significant wave heights of winter season were bigger than summer under normal wave condition, the incident wave height over 5.5 m decreased by shielding effect of islands. The change of maximum wave height at summer season were distinct than winter and was about 1.2 m and 0.8 m, respectively.

• 산업기술연구
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• 제22권B호
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• pp.219-230
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• 2002

The sliding stability of monolithic vertical caisson of composite breakwaters is quantitatively analyzed by using a reliability model, FMA of Level II, in order to study the variation of sliding failure of caisson due to the occurrence of extreme waves exceeded deepwater design wave. The reliability index and several parameters in the wave pressure formula are inter- related to find out the effects of extreme wave exceeded design wave on the sliding failure of vertical monolithic caisson. The sliding failure of caisson seems to be largely increased as the heights and periods of extreme waves exceeded design wave increase, also depends directly on the water depth in front of the composite breakwaters. From the numerical simulations carried out with several kinds of extreme waves exceeded design wave which are assumed to be occurred during the service periods of breakwater, it is found that the effects of the wave height on the sliding failure of caisson may be more dominant than those of wave periods and angles of wave incidence.

• 한국해양공학회지
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• 제29권1호
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• pp.16-27
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• 2015

The design challenges when attempting to obtain sufficient strength for a deepwater steel catenary riser (SCR) include high stress near the hang-off location, an elevated beam-column buckling load due to the effective compression in the touchdown zone (TDZ), and increased stress and low-cycle fatigue damage in the TDZ. Therefore, a systematic strength analysis is required for the proper design of an SCR. However, deepwater SCR analysis is a new research area. Thus, the objective of this study was to develop an overall analysis procedure for a deepwater SCR. The structural behavior of a deepwater SCR under various environmental loading conditions was investigated, and a sensitivity analysis was conducted with respect to various parameters such as the SCR weight, weight of the internal contents, hang-off angle (HOA), and vertical soil stiffness. Based on a deepwater SCR design example, it was found that the maximum stress of an SCR occurred at a hang-off location under parallel loading direction with respect to the riser plane, except for a wave dominant dynamic survival loading condition. Furthermore, the tensile stress governed the total stress of the SCRs, whereas the bending stress governed the total stress at the TDZ. The weight of the SCR and internal contents affected the maximum stress of the SCR more than the HOA and vertical soil stiffness, because the weight of the SCR, including the internal contents, was directly related to its tensile stress.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권5호
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• pp.700-711
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• 2022

본 연구에서는 칠발도, 거문도, 동해에서 20년 이상 관측된 파랑자료를 16 방위별 극치확률분석을 통해 재현빈도별 심해설계파를 산정하였고, 이 값을 방향을 고려하지 않은 전방향파의 심해설계파와 비교하였다. Weibull 분포함수를 확률분포함수로 사용하였으며, 최소자승법을 사용해서 매개변수를 결정하였다. 추정된 분포함수는 Kolmogorov-Smirnov 방법을 사용하여 적합도를 검증하였다. 그 결과 방향별로 구한 심해설계파가 전방향파의 심해설계파보다 모든 방향에서 상대적으로 작은 것으로 나타났다. 파향별로 구한 50년 빈도 설계파고는 칠발도, 거문도, 동해에서 각각 7.46 m(NNE), 12.05 m(S), 9.69 m(SSW)가 최대값이지만, 전방향파로 구한 설계파고는 각각 7.91 m, 13.82 m, 10.38 m이었다. 이는 현재 해양 및 연안 구조물 설계에 사용하고 있는 16 방위별 심해설계파고가 과소산정되었을 가능성이 있음을 보여준다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제16권3호
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• pp.130-141
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• 2004

연안 및 항만구조물의 설계에서 심해 설계파는 매우 중요한 환경인자이다. 특히, 심해설계파고의 분포 정보는 최근 부각되고 있는 신뢰성 설계에 필수적인 요소이다. 본 연구에서는 한국해양연구원(2003)에서 제시한 1979년부터 1998년까지의 한국연안 67개 지점의 16방향별 최대 유의파 산출자료를 이용하여 극치분포 분석을 수행하였다. 특성분석에 사용된 극치분포함수는 Weibull, Gumbel, Log-Pearson Type-III, Lognormal 분포이며, 각 분포함수의 매개변수는 모멘트법, 최우도법 그리고 확률가중모멘트법으로 추정하였다. 또한, 극치분포함수의 적합성은 95% 신뢰도 수준으로 $\chi$$^2$및 K-S 검정을 실시하였다. 그 결과, 한국연안의 심해 설계파고는 Gumbel 분포형이 가장 적합한 모형으로 파악되었으며, 최적 추정된 매개변수 및 재현기간 50년에 대한 심해 설계파고 정보를 제시하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.245-251
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• 2005

연안 및 항만시설물의 설계에서 심해 설계파 및 풍속은 매우 중요한 설계 파라메타이다. 특히, 최근 부각되고 있는 방재공학 측면에서 이러한 정보에 대한 분석단계는 필수적이라 할 수 있다. 본 연구에서는 완도관측소의 기상연보에서 제시한 1978년부터 2003년까지의 풍속자료와 한국해양연구원 파랑정보시스템에서 제공하는 16방향별 최대 유의파 산출자료를 이용하여 극치분석을 수행하였다. 특성분석에 사용된 극치분포함수는 Weibull, Gumbel, Log-Pearson Type-III, Normal, Lognormal, Gamma 분포이며, 각 분포함수의 매개변수는 모멘트법, 최우도법 그리고 확률 가중 모멘트법으로 추정하였다. 또한, 극치분포함수의 적함성은 5${\%}$의 유의수준 즉, 95${\%}$신뢰도 수준으로 $x^{2}$및 K-S 검정을 실시하였다. 그 결과, 한국 남서연안의 심해 설계파고는 Gumbel 분포형이 가장 적합한 모형으로 파악되었으나, 본 연구의 대상영역에 적합한 모형은 각각의 극치자료에 따라 선정된 확률분포에 의해 다르게 나타났다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제24권5호
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• pp.343-351
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• 2012

본 연구에서는 강릉 해수욕장 전면에서 20년간 관측된 파랑자료의 극치분석을 통하여 재현빈도 10, 20, 30 및 50년의 천해설계파를 도출하였다. 이들을 수산청(1988) 및 한국해양연구원(2005)에 제시된 강릉 해역에 대한 재현빈도별 심해파 조건을 경계조건으로 천해파 모델인 SWAN을 사용하여 관측지점에서의 파고를 구한 값과 비교하였다. 그 결과 이러한 기존의 심해파 조건들로 계산한 강릉 해역의 천해파고는 관측치에 비해 상당히 작게 제시되었으며 그 차이는 재현빈도의 증가에 따라 커지는 것을 확인하였다. 한국해양연구원은 이전보다 상세한 격자와 WAM 모델을 사용하여 2004년 1월부터 2008년 8월까지의 역추산 자료를 생성하였으며, 이를 천해역의 관측 자료와 비교한 결과 1979~2003년의 자료에 비해 동계 폭풍파의 재현성이 크게 향상되었음을 확인하였다. 앞으로 2004년 이전에 대해서도 상세 격자와 WAM 모델을 사용한 역추산 자료의 생성 및 이를 사용한 심해파의 보완 작업이 필요한 것으로 사료된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제53권5호
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• pp.881-896
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• 2015

In this study, a method for fatigue performance estimation of deepwater steel catenary riser (SCR) under short-term vortex-induced vibration was investigated for selected S-N curves. General tendency between S-N curve capacity and fatigue performance was analysed. SCRs are generally used to transport produced oil and gas or to export separated oil and gas, and are exposed to various environmental loads in terms of current, wave, wind and others. Current is closely related with VIV and it affects fatigue life of riser structures significantly. In this regards, the process of appropriate S-N curve selection was performed in the initial design stage based on the scale of fabrication-related initial imperfections such as welding, hot spot, crack, stress concentration factor, and others. To draw the general tendency, the effects of stress concentration factor (SCF), S-N curve type, current profile, and three different sizes of SCRs were considered, and the relationship between S-N curve capacity and short-term VIV fatigue performance of SCR was derived. In case of S-N curve selection, DNV (2012) guideline was adopted and four different current profiles of the Gulf of Mexico (normal condition and Hurricane condition) and Brazil (Amazon basin and Campos basin) were considered. The obtained results will be useful to select the S-N curve for deepwater SCRs and also to understand the relationship between S-N curve capacity and short-term VIV fatigue performance of deepwater SCRs.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.342-354
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• 2008

다양한 파랑 관측 및 후측 자료를 이용하여 한국 연안의 심해파 통계 특성을 연구하였다. 설계파에 준하는 큰 파랑에 대해서는, 유의파고와 유의파주기 사이의 관계에 대하여 1977년 Shore Protection Manual 공식과 2003년 Goda 공식의 평균값을 사용하는 것이 바람직하다. 일정한 유의파고에 대하여 평균값으로 무차원화 시킨 유의파주기의 표준편차는 해역과 유의파고의 범위에 따라 0.04부터 0.21까지 변하며 전형적인 값은 0.1이다. 한반도 주변 106개 연안 격자점에서의 심해 주파향의 평균과 표준편차를 제시하였다. 비교적 큰 파랑에 대한 방향분산계수 $s_{max}$의 확률밀도함수는 대수정규분포로 표시된다. 우리나라 연안에서 가장 적합한 주파수 스펙트럼은 TMA 스펙트럼이다. 스펙트럼 첨두증대계수 $\gamma$의 확률밀도함수 또한 대수정규분포로 표시되며, 북해에서의 값과 비슷한 2.94의 평균값을 보인다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.265-275
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• 2011

방파제 등 항만 외곽시설의 설계에 있어서 파랑은 구조물의 단면을 결정하는 가장 중요한 요소이다. 본 연구에서는 Holland(1980)의 파라미터 모델을 이용하여 태풍시의 해상풍을 구축하고, WAM 모형을 이용하여 태풍에 의한 파랑을 수치 계산하였다. 남해안의 부산, 목포, 여수, 서귀포 지역에 영향을 미친 태풍을 선정하고 가상의 태풍을 추가하여 training set을 구성하고, 남향 계열의 7개 파향에 대해서 경험모의기법을 적용하여 재현기간별 설계 파고를 산정하였다. 또한, 이를 POT 방법과 한국해양연구원(2005)의 결과와 비교, 분석하였다.