제주시 탑동 호안 월파 대응 방안에 관한 모형실험

고혁준(Hyeok-Jun Koh),김정록(Jeong-Rok Kim),조일형(Il-Hyoung Cho) 한국해양환경·에너지학회 2012 한국해양환경·에너지학회지 Vol.15 No.3

제주시 탑동 호안 월파 피해 모형실험

고혁준(Hyeok-Jun Koh),김정록(Jeong-Rok Kim),조일형(Il-Hyoung Cho) 대한조선학회 2011 대한조선학회 학술대회자료집 Vol.2011 No.6

규칙파와 수평판의 비선형 상호작용에 의한 고차 조화항 발생

고혁준(Koh, Hyeok-Jun),조일형(Cho, Il-Hyoung) 한국해안해양공학회 2007 한국해안해양공학회 논문집 Vol.19 No.5

규칙파와 수면아래 잠긴 수평판 사이의 비선형 상호작용을 규명하기 위하여 수치파동수조를 이용하여 수치 실험을 수행하였다. 수치모델로 비선형 포텐셜 이론을 근거로 한 고차 경계요소법과 Navier Stokes 방정식과 엄밀한 자유표면 경계조건식을 푸는 CADMAS-SURF을 사용하였다. 두 모델 모두 수평판 위의 천수역에서 발생하는 고차 조화항들을 예측할 수 있으며 점성효과를 포함하는 CADMAS-SURF는 수평판 양단에서 발생하는 와류와 박리에 의한 고차 조화항의 발생을 재현할 수 있다. 수평판의 잠긴 깊이와 길이 변화에 따른 반사율과 투과율을 Patarapanich and Cheong(1989)의 모형실험결과와 비교하였고 서로 잘 일치함을 확인하였다. 수평판의 길이가 길어지고 잠긴 깊이가 얕아질수록 입사파의 에너지가 고차 조화항으로 더 많이 전이됨을 확인하였다. Numerical experiments using a numerical wave tank have been performed to verier the nonlinear interaction between monochromatic waves and a submerged horizontal plate. As a model for numerical wave tank, we used a higher-order Boundary Element Method(BEM) based on fully nonlinear potential flow theory and CADMAS-SURF for solving Navier Stokes equations and exact free surface conditions. Both nonlinear models are able to predict the higher harmonic generation in the shallow water region over a submerged horizontal plate. CADMAS-SURF, which involves the viscous effect, can evaluate the higher harmonic generation by flow separation and vortices at the each ends of plate. The comparison of reflection and transmission coefficients with experimental results(Patarapanich and Cheong, 1989) at different lengths and submergence depths of a horizontal plate are presented with a good agreement. It is found that the transfer of energy from the incident fundamental waves to higher harmonics becomes larger as the submergence depth ratio decreases and the length ratio increases.

감쇠판에 의한 원기둥의 상하운동 저감 모형시험

고혁준(Hyeok-Jun Koh),김정록(Jeong-Rok Kim),조일형(Il-Hyoung Cho) 한국해양공학회 2013 韓國海洋工學會誌 Vol.27 No.4

Motion reduction of an offshore structure at resonant frequency is essential for avoiding critical damage to the topside and mooring system. A damping plate has a distinct advantage in reducing the motion of a floating structure by increasing the added mass and the damping coefficient. In this study, the heave motion responses of a circular cylinder with an impermeable and a permeable damping plate attached at the bottom of the cylinder were investigated thru a model test. The viscous damping coefficients for various combinations of porosity were obtained from a free?decay test by determining the ratio between any pair of successive amplitudes. Maximum energy dissipation occurred at a porous plate with a porosity P = 0.1008. Experimental results for regular and irregular waves were compared with an analytical solution by Cho (2011). The measured heave RAO and spectrum reasonably followed the trends of the predicted values. A significant motion reduction at resonant frequency was pronounced and the heaving?motion energy calculated by the integration of the area under the heave motion spectrum was reduced by more than 75% by the damping plate. However, additional energy dissipation by eddies of strong vorticity and flow separation inside a porous damping plate was not found in the present experiments.

부유식 해상태양광 계류시스템의 장력제어 성능에 대한 실험적 연구

고혁준(Hyeok-Jun Koh),장재경(Jaekyeong Jang),김정태(Jungtae Kim) 한국태양에너지학회 2021 한국태양에너지학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.11

제주시 탑동 호안 월파 피해 모형실험

고혁준(Hyeok-Jun Koh),김정록(Jeong-Rok Kim),조일형(Il-Hyoung Cho) 한국해양환경·에너지학회 2011 한국해양환경공학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.6

근사기법을 활용한 공진형 파력발전 부이의 발전량 추정 및 최적설계

고혁준(Hyeok-Jun Koh),유원선(Won-Sun Ruy),조일형(Il-Hyoung Cho) 한국해양공학회 2013 韓國海洋工學會誌 Vol.27 No.1

This paper deals with the resonant type of a WEC(wave energy converter) and the determination method of its geometric parameters which were obtained to construct the robust and optimal structure, respectively. In detail, the optimization problem is formulated with the constraints of the response surfaces which stand for the resonance period(heave, pitch) and the meta center height of the buoy. Use of a signal-to-noise ratio calculated from normalized multi-objective results with the weight factor can help to select the robust design level. In order to get the sample data set, the motion responses of the power buoy were analyzed using the BEM (boundary element method)-based commercial code. Also, the optimization result is compared with a robust design for a feasibility study. Finally, the power efficiency of the WEC with the optimum design variables is estimated as the captured wave ratio resulting from absorbed poser which mainly related to PTO(power take off) damping. It could be said that the resultant of the WEC design is the economical optimal design which satisfy the given constraints.

제주항 주변 해역의 항주파 수치해석

고혁준(Hyeok-Jun Koh),현종우(Jong-Wu Hyun),조일형(Il-Hyeong Cho),이정렬(Jeong-Ryul Lee) 대한공간정보학회 2015 한국공간정보학회 학술대회 Vol.2015 No.5

제주항으로 입·출항하는 선박에 의해 발생되는 항주파는 제주항 주변 해역의 방파제를 포함한 복잡한 해안선과 수심변화로 인하여 천수(shoaling), 굴절(refraction), 회절(diffraction), 반사(reflection)를 경험한다. 본 연구에서는 선박의 형상 및 운항 특성을 고려한 항주파를 예측하기 위해 3차원 분산 파동모델 기반의 수치모델을 개발하였다. 수심변화에 따른 파랑 전파를 고려하기 위해 대상 해역의 전자해도를 이용하여 수심도를 작성하였으며, 추출된 수심 자료는 지도 작성 상용 프로그램 Surfer를 이용하여 보간 및 격자 생성을 실시하였다. 또한 제주항 동쪽에 위치한 화북 포구에서의 현장 파랑 관측으로부터 개발된 수치모델을 검증하였으며, 관측된 항주파고 및 파주기는 계산 결과와 잘 일치함을 확인하였다.

공진형 전력부이의 상하변위증폭 효과에 관한 실험적 연구

권혁민,고혁준,김정록,최영환,Kweon, Hyuck-Min,Koh, Hyeok-Jun,Kim, Jung-Rok,Choi, Young-Hwan 대한토목학회 2013 대한토목학회논문집 Vol.33 No.2

공진형 파동에너지 추출시스템은 권혁민 등(2010)에 의해 최초로 제안되었다. 본 시스템은 계류장치와 직렬발전기 그리고 발전기를 가진하는 부이로 구성되어 있으며 직렬발전기의 운동자는 부이의 수직운동에 의해 내부 진동하는 시스템이다. 하지만, 우리나라와 같이 파랑에너지가 비교적 적은 지역에서는 가진체인 부이의 수직운동 크기를 증폭시킬 필요가 있다. 본 연구는 발전기를 탑재한 부이가 공진할 수 있도록 제원을 조절하고 이의 증폭효과를 실험적으로 확인하였다. 모형부이는 공진주기 1.96 sec에 해당하는 흘수를 확보하도록 제원을 조절하였다. 부이공진 실험은 최대수심 6.0 m, 폭 8 m, 길이 110 m인 대형수조에서 규칙파 및 불규칙파에 대하여 수행되었다. 실험파는 평상파의 파형경사에 해당하는 약 0.01에 상응하도록 파를 선택하였다. 부이의 수직변위 관측시계열 자료는 규칙파의 진폭증폭율과 불규칙파의 스펙트럼 면적비에 대하여 분석하였다. 분석결과, 규칙파실험은 모형 전력생산부이의 공진주기 1.96 sec에서 최대 진폭증폭율 5.66을 얻었으며 불규칙파의 경우는 첨두주기가 1.96 sec보다 약간 짧은 1.85 sec에서 최대 스펙트럼면적비 20.73을 얻었다. 본 실험성과로부터 부이의 공진설계가 전력생산의 증대에 유효하며 우리나라와 같이 비교적 파랑에너지가 적은 지역에서 상업적 전력생산을 위하여 필수불가결함을 알았다. In this study, laboratory experiments and numerical simulations were conducted to test the performance of resonance power buoy system proposed by Kweon et al.(2010). The system is composed of a linear generator and a mooring buoy. The mover of the linear generator mainly has heave motion driven by vertical oscillation of the buoy. In this system, the velocity discrepancy between the mover and the buoy makes electricity. However, ocean wave energy as a natural resource around Korean peninsula is comparatively small and the driving force for producing electricity is not enough for commercialization. Therefore, it is necessary that the buoy motion be amplified by using resonance characteristics. In order to verify the resonance effects on the test power buoy, the experimental investigations were conducted in the large wave flume (length of 110 m, width of 8 m, maximum depth of 6 m) equipped with regular and random plunger wave generator. The resonance draft of test power buoy is designed for the corresponding period of incident wave, 1.96 sec. Regular wave test results show that the heave response amplitude operator(RAO) by a test buoy has the amplification of 5.66 times higher compared to the wave amplitude at the resonance period. Test results of random waves show that the buoy has the largest spectrum area of 20.73 times higher at the point of not the resonance period but the shorter one of 1.85 sec. Therefore this study suggests the resonance power buoy for wave power generation for commercial application in the case of the coastal and oceanic area with smaller wave energy.

장력제어장치를 포함하는 해상태양광 계류시스템 개발

장재경(Jaekyeong Jang),고혁준(Hyeok Jun Koh),김정태(Jungtae Kim) 한국태양에너지학회 2021 한국태양에너지학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.5

최근 태양광발전사업은 일조량이 풍부하고 넓은 설치면적을 확보하기 위해 저수지 혹은 댐과 같이 수면에 태양전지패널을 설치하는 수상태양광발전소 건설에 많은 투자가 이루어지고 있다. 특히, 미래 지속가능한 에너지사업을 위해 방조제 내수면이나 근해에 태양광발전소를 건설하여 입지 부족이나 민원문제를 해결하고자 노력하고 있다. 해상에 설치되는 태양광 발전소는 육상에 설치되는 발전소와 달리 태양전기패널을 부유식 구조물에 설치하여 해상에 부유된 상태로 설치되며, 이것이 표류되지 않도록 계류선을 설치한다. 본 연구에서는 새만금 방조제 내수면에 설치되는 해상태양광발전소를 대상으로 안정적인 계류를 위한 장력제어시스템을 개발하고자 한다. 장력제어시스템은 해당 지역의 해상환경을 고려하여 계류선에 일정한 장력을 유지할 수 있도록 계류선을 지속적으로 잡아 당겨주되, 수위가 높아질 때 부유체가 상승하면 계류선이 풀어지는 것을 허용하고 수위가 낮아질 때 풀어졌던 계류선이 다시 감길 수 있는 기계적인 움직임을 갖도록 설계되었다. 제작된 장력제어시스템은 소형 조파수조를 이용하여 수위 변화 및 다양한 규칙파 대해 작동 성능이 평가되었다. 결과적으로, 수위 변화 및 파도에 대해 안정적인 성능을 보여주었으나 규칙적이고 정밀한 움직임을 위해서 구조적 보완이 필요할 것으로 판단된다.