우리나라 측지좌표계의 좌표변환

서승남,김상익,Seo, Seung-Nam,Kim, Sang-Ik 한국해양과학기술원 2001 Ocean and Polar Research Vol.23 No.2

Geodetic datums define the size and shape of the earth and the origin and orientation of the coordinate systems used to map the earth. A lot of different datums have been developed and each nation uses its own datum as the basis for coordinate systems used to identify positions in geographic information systems. Recently GPS receivers are widely used to find out location and GPS is based on the World Geodetic System 1984(WGS-84) datum. Therefore the diversity of datums in use today requires accurate conversion between coordinates in different datums. In this study a coordinate conversion program on Windows is developed to transform between Tokyo Bessel(1941), which is the reference datum in Korea, and WGS-84. Several examples of coordinate conversion are presented and computed results are tested and proved to be correct.

$Pad{\acute{e}}$ 근사에 의한 포물형 파랑 근사식 - 입사각 $80^{\circ}$까지 적용 모형

서승남,Seo, Seung-Nam 한국해안해양공학회 2007 한국해안해양공학회 논문집 Vol.19 No.4

[ $Pad{\acute{e}}$ ] 근사에 의한 포물형 근사모형들을 제시하였고 $Pad{\acute{e}}$(15, 15) 근사모형은 일정 경사의 지형에 대한 엄밀해와 비교할 때 입사각 $80^{\circ}$까지 적용 가능함을 보였다. 포물형 근사식에 대한 체계적인 유도방법을 보인 후, 본 연구에서는 15차 $Pad{\acute{e}}$ 근사모형까지 나타내었고 일정 경사지형에서의 파랑변형에 대한 수치결과들을 제시하였다. Parabolic approximation wave models based on $Pad{\acute{e}}$ approximants are presented of which the $Pad{\acute{e}}$(15, 15) is shown to be applicable to incidence angle $80^{\circ}$ in comparison with the exact solution of a constant sloping bed. After introducing a systematic way of the derivation to the parabolic wave equation, parabolic models are obtained in this study upto the 15th order and several numerical results are given to wave transformation in a constant sloping bed.

완경사 파랑식들의 재평가

서승남(Seo, Seung-Nam) 한국해안해양공학회 2007 한국해안해양공학회 논문집 Vol.19 No.6

완경사 파랑식의 유도에 Galerkin방법을 사용하여 수심 의존함수에 대한 Sturm-Liouville 미분식을 엄밀하게 구성하였다. 구한 방정식의 종속변수에 대한 전형적인 변수변환으로 수심, 해저경사 그리고 해저곡률에 대한 항들로 구성된 변형 Helmholtz식을 얻었다. 수치실험을 통해 이 항들이 지형에 의한 파랑변형에 주요한 역할을 보이고 이들의 상대적인 크기에 의해 수정 완경사 파랑식(MMSE)에 비해 완경사 파랑식(MSE)의 적용성이 제한됨을 입증하였다. In the derivation of mild slope equation, a Galerkin method is used to rigorously form the Sturm-Liouville problem of depth dependent functions. By use of the canonical transformation to the dependent variable of the equation a reduced Helmholtz equation is obtained which exclusively consists of terms proportional to wave number, bottom slope and bottom curvature. Through numerical studies the behavior of terms is shown to play an important role in wave transformations over variable depth and it is proved that their relative magnitudes limit applicability of the mild slope equation(MSE) against the modified mild slope equation(MMSE).

단일계단 지형에서 변분근사법과 고유함수 전개법에 의한 파랑변형 비교

서승남(Seo, Seung-Nam) 한국해안해양공학회 2009 한국해안해양공학회 논문집 Vol.21 No.2

단일 계단지형 위를 지나는 선형 파랑의 변형을 계산하기 위해 변분근사법과 고유함수 전개법을 사용하였다. 이들 수치해를 비교에서 반사율과 투과율 그리고 해면변위는 거의 일치한다. 그러나 계단 경계에서 유속 정합조건이 부여되었음에도 불구하고 계산된 x방향 유속의 수직구조는 차이를 보인다. In order to compute linear wave transformation over a single step bottom, both variational approximation and eigenfunction expansion method are used. Both numerical results are in good agreement for reflection and transmission coefficients, surface displacement respectively. However x velocity profiles at the boundary of step are seen to be different to each other even though x velocity matching condition is used.

지형변화에 의한 파랑전파모형

서승남(Seo, Seung-Nam) 한국해안해양공학회 2010 한국해안해양공학회 논문집 Vol.22 No.3

평면파 근사식에 기초한 지형에 의한 파랑변형 모형인 산란체법과 변환행렬법을 비교하여 특성을 분석하였다. 산란체법의 결과가 기존 엄밀해에 보다 근접하고 내재한 물리현상을 보다 명확히 설명하는 것으로 평가된다. 이들은 해석해로 계산이 빠르고 용이하며 지형이 비교적 단순한 경우에는 상당한 정밀도를 보인다. Both scatterer method and transfer matrix method are compared to analyze their characteristics, which are wave propagation models due to topographic change based on plane wave approximation. Results from the scatterer method are closer to the results obtained by the more accurate existing models and it is appraised that the scatterer method gives the clearer explanation about physical process involved in the wave transformation. Since both methods have analytical solutions, in the computational point of view they are very fast and easy to be implemented. Both methods give a good prediction for wave scattering by relatively simple bedform.

등방성 직사각형의 3변 고정 1변 자유 얇은 탄성판에 대한 유한차분법의 수치해

서승남(Seo, Seung-Nam) 한국해안해양공학회 2006 한국해안해양공학회 논문집 Vol.18 No.3

판에 작용하는 등분포하중과 등변분포하중에 의한 휨 모멘트를 계산하기 위해 무차원 방정식에 대한 유한 차분법으로 제시하고 변장비와 격자수에 따른 수치해의 수렴을 분석하였다. 유한 차분법의 수치해는 격자점을 최대 11,520개까지 사용하여 해를 구하였고 변장비에 따른 최적 격자수를 제시하였다. 본 수치해는 Levy형 해석 해와 달리 자유단의 모멘트 경계조건을 만족하며 자유단과 고정단의 교점부근에서는 특이한 모멘트 분포를 보인다. 등분포하중과 등변분포하중에 의한 Levy형 해석해의 무차원 휨 모멘트 값과 본 결과를 비교하였으며 특이한 분포를 보이는 자유단과 그 부근을 제외하면 두 값은 동일한 것으로 나타났다. In order to calculate bending moments of rectangular plates with three edges clamped the other free subjected to both a uniform load and a triangular load, a finite difference equation for the non-dimensional governing equation are presented and numerical solutions with different aspect ratios and/or number of grid points are analyzed. The finite difference solutions are obtained by use of grid points up to 11,520 and the optimum grid points according to aspect ratios of the plate are presented as well. The obtained numerical solutions are shown to satisfy the given x moment boundary condition at the free edge, which can not be satisfied in Levy's analytical solutions and peculiar behaviour of the calculated moments is observed around the corners between the free edge and fixed ones. The numerical solutions of bending moments subjected to both a uniform load and a triangular load are compared with the corresponding analytical solutions which are shown in very good agreement on the solution domain except the neighborhood of the free edge.

UTM 투영에 의한 고차 좌표변환

서승남(Seo, Seung-Nam) 한국해안해양공학회 2008 한국해안해양공학회 논문집 Vol.20 No.3

경도 14? 범위보다 넓은 구역에 대한 UTM 좌표변환을 위하여 12차 Taylor 전개에 의한 새로운 변환식을 유도하였고 이는 Thomas(1952)의 식을 확장한 것임을 보였다. WGS84와 UTM 좌표의 상호변환에 대한 계산 결과를 나타내었고 차수에 따른 수렴의 정도도 분석하였다. 본 변환식은 우리나라 주변의 조석 또는 지진해일과 같은 장주기 파랑의 전파를 위한 수치모형의 직교좌표 격자구성에 사용될 수 있다. In order to apply UTM coordinates conversion in zones larger than 14? wide, a new conversion formula, based on the 12th expansion of Taylor series, is derived which is shown to be an extension of Thomas' formula(1952). Some examples of coordinate conversion between WGS84 and UTM are presented and convergences of computational results are also tested according to the order of formula. The present conversion formula can be used to make rectangular coordinate grid systems for numerical models to compute long wave propagation such as tide or tsunami around Korea.

Edge Wave 고유파형의 비교

서승남(Seo, Seung Nam) 한국해안해양공학회 2013 한국해안해양공학회 논문집 Vol.25 No.5

선형과 천해 edge wave로 구분되는 이들의 거동을 더 잘 이해하기 위해 비교하였다. 본 연구에서는 변수분리법을 사용하여, Ursell (1952)이 해의 유도과정 없이 제시한, 선형 edge wave의 해를 얻었다. 천해 edge wave는 비록 천해방정식으로부터 유도되지만 분산특성을 갖는다. 완만한 해저경사의 경우, 천해 파형은 선형 파형과 거의 같게 되고 천해 파형은 다루기가 쉬운 장점이 있다. Gaussian 분포형태의 이동체에 의해 생성되는 edge wave를 계산하기 위해 천해 고유파형으로 전개한 해를 구성하였고, 이에 대한 결과를 제시하고 특성을 기술하였다. Both full linear and shallow water edge waves are compared to get a better understanding of edge wave behavior. By using method of separation of variables, we are able to get solution of full linear edge wave presented by Ursell (1952) without derivation. The shallow water edge waves show dispersive features despite being derived from shallow water equations. When bottom slope is mild enough, shallow water edge wave tends to linear edge wave and has some advantages of manipulation. Solution of edge wave generated by a moving landslide of Gaussian shape is constructed by an expansion of shallow water normal modes. Numerical results are presented and discussed on their main features.

등방성 직사각형의 3변 고정 1변 자유 얇은 탄성판에 대한 기존 해석해의 분석

서승남(Seo Seung-Nam) 대한토목학회 2006 대한토목학회논문집 A Vol.26 No.1A

3변 고정 1변 자유 직사각형 얇은 판에 대한 기존 해석해를 무차원식으로 유도하고 특성을 분석하였다. Timoshenko와 Woinowsky-Krieger의 방법(1959)은 변장비가 1보다 작은 경우에만 제한적으로 해가 존재하여 처짐 특성에 대한 실용적인 해가 되지 않음을 밝혔다. 堀井와 本의 방법(1968)에 수치안정을 위한 항을 추가하여 최대 150개 항까지 구성된 급수해를 구하였고 이로부터 계산한 휨 모멘트의 수렴을 분석하였다. 수정 堀井와 本의 방법은 모든 변장비에 대한 처짐 특성을 구할 수 있으나 고정단과 지유단이 접하는 교차점에서의 모멘트 계산은 지유단 경계조건을 만족하지 않으며 그 원인을 분석하였다. The existing analytical solutions for rectangular plates with three edges clamped and the other free are derived based on nondimensional differential equation and their characteristics are analyzed. Since Timoshenko and Woinowsky-Krieger's method (1959) can give solutions for the case limited to the aspect ratio of the plates less than one, this method are proved to be impractical for the bending moment calculation of the plates under consideration. Horii and Moto's method(1968) are modified by adding stabilizing terms to suppress overflow in the matrix computation, from which the series solution with maximum 150 terms can be obtained. By use of the series solution the convergence of computed bending moments is tested. The modified method can be shown to calculate the deflection properties for the plates with wide range of aspect ratios, but the computed x moment at the comer points formed by the free edge and the clamped edges can not satisfy the boundary condition and the cause of problem is discussed in detail.

항만구조물 원호활동해석 수치모형

서승남(Seo Seung-Nam),전찬후(Jeon Chan-Hoo),연영진(Yeon Young-Jin) 대한토목학회 2005 대한토목학회논문집 C Vol.25 No.5