• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.180-180
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• 2012

ADCP는 3차원 유속과 수심을 관측하여 유량을 정확하게 계산하는 데 널리 이용되고 있는 최신계측기기로 국내에서도 유량조사사업단 등 기관에 도입되어 수위-유량관계곡선식의 보정 등에 적용되고 있다. 하지만 ADCP 관측값 중 수심관측 자료를 별도로 활용하는 부분도 많은 관심을 받고 있다. 특히 최근 4대강 사업으로 인한 하상변동 측정에 기존 유량관측용으로 구매된 ADCP를 수심관측용으로 활용할 수 있다. ADCP는 일정한 각도로 경사진 4개의 초음파 빔을 활용하여 사선 방향으로 수심을 각각 관측한다. 최근에는 별도의 수심관측용의 수직 빔을 추가 설치하여 한번 관측에 초당 5개 지점의 수심을 동시에 관측할 수 있어 수심관측용으로도 기존 단독빔 음향측심기에 비해 효율적으로 수심을 관측할 수 있다. 그리고 ADCP는 GPS와 연동되어 수심관측의 3차원 공간정보 (x, y, z)를 창출할 수 있어 기존 GIS 자료와 융합될 수 있다. 하지만 기존의 음향 측심기의 수직빔과 다르게 ADCP의 빔이 일정한 각도로 경사져 있고 선박 활용 관측 시 요동에 의해 흔들려 각각의 빔이 계측한 수심의 수평위치를 정확하게 추출하기 어려운 점이 있다. 특히 경사빔에 의한 수심관측지점에 GPS 정보를 추정하여 부여하는 작업도 까다롭다고 하겠다. 그리고 수심관측자료 자체의 오차나 특이점 제거 등의 보정작업을 거쳐야 하는 문제도 있다. 따라서 원자료를 직접 활용할 수 없고 별도의 후처리 과정을 거쳐야 한다. 따라서 본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위해 다음의 알고리즘을 개발하였다: 1) 경사빔에 의한 관측지점의 수평위치 산정, 2) ADCP의 흔들림 (피치와 롤링) 보정, 3) 경사빔의 관측위치에 지리정보부여, 4) 수심관측치 오차와 특이점 보정, 5) 관측자료의 GIS 파일 전환. 이러한 알고리즘은 GUI와 연동되어 적용되었으며 편리하게 이용되도록 구성되었다. 그리고 본 연구는 이러한 ADCP의 수심관측 자료와 하천 및 저수지 등 경계 GIS 파일을 연동시켜 전체 혹은 국부 저수량과 하상변동량을 계상하는 알고리즘도 추가하여 관측자료의 실무에서의 활용성을 증대시키고자 하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2015년도 춘계학술대회
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• pp.36-38
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• 2015

전자 해도는 선박의 항해와 관련된 모든 해도 정보를 국제표준에 따라 제작된 전자적 해도로서, 전자 해도에 포함된 등심선은 선박의 가항구역 선정에 사용되어, ECDIS를 이용한 항로계획 업무에 사용되고 있다. 전자해도를 이용한 항로 계획은 안전 등심선, 위험지역과의 근접 정도, 항로표지 혹은 침선과의 근접 정도를 고려하여 계획하기 때문에 정밀한 항해계획이 어려운 경우가 있다. 효율적인 항해계획을 위해서는 가항구역을 정밀히 계산하여 항해할 수 있는 공간을 확보하는 방안이 있다. 현재 안전 등심선으로 경계를 잡고 있는 가항구역에는 수심의 정도를 일정 단위로 편수되어 있다. 등심선 간격은 5m 혹은 10m 등 비교적 큰 넓은 간격으로 구성되는데 이는 수평거리로 수 키로미터의 차이를 보여, 협수로나 경사가 완만한 지역에서는 실 가능 항해구역과 가항구역의 격차가 현저한 경우가 있다. 본 연구에서는 이를 개선하기 위해 등심선보다 조밀한 수심 정보를 이용하는 방안에 대하여 연구하였다. 수심은 등심선보다 세밀한 지형정보가 들어있어, 등심선보다 정밀한 항해 계획을 할 수 있다. 그러나 가항구역은 면으로 구성되는 반면에 수심은 점으로 구성되어 있어, 수심을 들로네 삼각망 알고리즘을 적용하여 면으로 구성하였다. 이를 이용하여 가항구역을 계산함으로써, 실 항해가능 구역과 가항구역의 격차를 최소화하는 방안을 마련하였다.

• 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해안해양공학회 2002년도 한국해안해양공학발표논문집 Proceedings of Coastal and Ocean Engineering in Korea
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• pp.62-65
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• 2002

파랑은 주로 먼바다에서 바람에 의해 생성되어 육지로 전파해오면서 천수, 굴절, 회절, 반사, 부서 짐 등의 여러 가지 변형의 과정을 거친다. 이러한 파랑의 변형을 예측하는 한 방법은 비압축성 유체와 비회전류의 연속방정식인 Laplace 방정식을 지배 방정식으로 하고 해수면에서의 운동학적 경계조건과 동역학적 경계 조건, 그리고 바닥에서의 운동학적 경계조건을 적용하여 해를 구한다. (중략)

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.238-238
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• 2011

복단면 하도는 홍수소통을 위한 상부 하도와 생태계 서식처 강화와 유사이송능력 개선, 경제적인 유지유량의 확보 등을 도모하는 자연적인 저수로 하도로 구성된다. 그러므로 갈수기와 홍수기의 유량차가 큰 하천에서, 복단면 하도는 하천 공학, 환경 생태 관점에서 다양한 이점을 제공한다. 그러나 복단면 하도에서의 흐름저항, 조도계수, 통수능, 수위-유량관계, 횡방향 유속분포, 그리고 하상전단응력 분포는 단단면 하도와 상이하며, 중요한 차이점은 주수로부와 홍수터부 사이의 유속차로 인하여 발생하는 활발한 운동량 교환에 의해 추가적인 전단층이 생성되는 점이다. 주수로와 홍수터 사이에서 발생된 경계전단력(Apparent Shear Force, ASF)은 하천의 전반적인 통수능을 감소시켜 홍수의 하도내 저류효과를 증가시킬 수도 있다. 또한 주수로 및 홍수터가 분담할 수 있는 유량은 경계전단력에 민감하기 때문에, 홍수터에 수목 식재, 구조물 설치 등을 계획할 경우 정량적인 항력저항의 산정을 위하여 매우 중요하다. 현재까지 복단면에서 발생하는 경계전단응력을 추정하는 다양한 방법들이 개발되었으며, 각각의 방법으로 부터 경계전단력을 정량적으로 예측할 수 있다. 그러나 대부분의 방법이 실험에 근거한 경험적 방법이므로 각 식의 개발에 사용된 자료에만 적합할 수 있는 한계가 있으며, 균일한 수로의 기하학적 변수(전단면과 주수로의 하폭비, 홍수터와 주수로의 수심비, 홍수터와 주수로의 조도비, 주수로의 하폭대 수심비 등)에 의한 식으로 구성되어 수치모형에서 직접 활용하기에는 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 복단면 경계전단력 산정을 위하여 개발된 다양한 연구결과들을 비교 검토하고, 기존문헌 또는 웹상에서 가용한 수리실험 자료들을 이용하여 각 방법에서 계산된 유량과 실측 유량을 비교함으로써 각 방법이 지닌 한계를 분석하였다. 본 연구에서 검토된 5가지 방법은 Knight and Demetriou (1983)(이하 KD), Wormleaton and Merret (1990)(이하 WM), Cristodoulou (1992), Bousmar and Zech(1999) (이하 BZ) 그리고 Moreta and Martin-Vide (2010)(이하 MM)이다. BZ 방법을 제외하고 나머지 방법들은 전체 유량의 비교에서 5% 이내의 오차를 나타내었다. 그러나 나머지 4가지 방법 중 주수로부 유속의 비교에 있어서는 소규모 수로 실험자료만 이용한 KD 방법이 5% 이상의 오차를 나타내어 정확도가 떨어지는 것으로 나타났다. 따라서 비교적 단순한 형태의 Cristodoulou (1992) 방법이 적용하고자 하는 수로의 규모와 무관하게 복단면 유량예측에 적합할 것으로 판단된다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제3권3호
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• pp.170-175
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• 1991

지형에 의한 파랑의 반사율을 계산하기 위하여 혼합 경계적분 요소법(HBIEM)을 사용하였다. 선형요소를 사용한 수치모델의 결과를 기존의 결과와 비교하여 정확도를 검증한 후 입사 파랑의 조건에 따른 반사율과 투과율을 계산하였다. 계단식 지형에 대한 본 모델의 결과는 기존의 결과에 잘 부합되었으며 계단식 지형의 반사율은 수심이 깊어짐에 따라 단조 감소하나 일정한 수심위에 놓인 sinusoidal 둔덕의 반사율은 수심이 깊어짐에 따라 증가하여 최고점에 이른 후 다시 감소하는 형태를 보인다. 한편 두 재의 둔덕(hump)에 의한 반사율은 상호작용에 의해 그 형태가 현저하게 바뀌며 파랑조건에 따른 반사율이 도시되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.496-499
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• 2004

컴퓨터와 다양한 software의 보급과 함께 흐름의 수치해석 분야는 급속한 발전을 보게 되었고 고도의 수치해법이나 복잡한 경계 처리 등을 통해 실제현상과 같은 흐름해석을 가능케 하고 있으며, 이러한 수치해석을 위해 정확한 Bathymetry는 필수적이다. 본 연구에서는 등 격자간격의 수심도 생성을 위하여 전자해도를 작업에 적합하게 수정하고 부족한 조간대의 수심자료는 보완하고, 파일형식에 따른 적절한 프로그램밍 언어를 통하여 해도상 지점들의 수심자료를 획득하고 내삽하여 기존에 사용되는 방법에 비하여 비교적 간단하고 해도의 정보를 정확하게 반영하는 Bathymetry를 생성하는 기법을 제안하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제8권2호
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• pp.174-184
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• 1996

본 연구에서는 완전개방 직사각형 항만을 대상으로 항만 부진동 해석에 많이 사용되는 복합요소 수치모형의 실제 적용시에 관계되는 주요인자에 대한 민감도 해석을 수행하였다. 그 결과 유한요소 영역은 수심 변화가 크지 않은 곳까지 확장하는 것이 바람직한 것으로 나타났으며, 해석해 영역의 수심은 두 영역의 경계면을 따른 평균수심을 사용하는 것이 적절한 것으로 나타났다. 해석해의 Fourier 성분수는 일정수심의 단순한 항만에서는 큰 의미가 없으나 복잡한 형상의 변동수심의 항만에서는 그 중요성이 증가할 것으로 예상된다. 입사파향은 제1 공진 모드에는 큰 영향을 주지 않으나 수심 경사가 커질수록 그 영향이 증대되며, 특히 고차 모드는 큰 영향을 받게 되는 것으로 나타났다.

• 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해안해양공학회 1998년도 정기학술강연회 발표논문 초록집 Annual Meeting of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• pp.143-148
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• 1998

경사면 쇄파특성의 도출을 위한 기존의 연구는 주로 실험에 의존하여 왔다. 이들 실험적 연구들은 주로 임의 경사면에서 쇄파가 발생하는 수심과 쇄파고를 산출하는데 목적을 두었으며, CERC(1984)는 이들의 연구결과를 위합하여 쇄파제원을 산출할 수 있는 도표를 제시하였다. 본 연구에서는 수치조파경계와 천해 경사면으로 구성되는 파동장에서 경사면 쇄파거동에 대한 경계요소기법을 직접 수립하여 기법의 적용성을 세부적으로 고찰하기로 한다. (중략)

• 한국해양학회지:바다
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• 제16권4호
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• pp.155-168
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• 2011

여름철 황해 동부 연안 저층에 형성되는 수온전선을 따라 북쪽으로 흐르는 연안 경계류의 크기와 위치에 영향을 주는 요소들을 3차원 수치모형인 ROMS를 이용하여 살펴보았다. 여름에 수심이 깊은 외해에서는 태양 가열로 강한 성층에 존재하지만 수심이 얕은 연안에서는 조류가 일으키는 저층 혼합으로 해수물성이 연직으로 잘 혼합된다. 이 과정에서 성층화된 외해와 연직 혼합이 잘되고 수온이 높은 연안 사이에서 수온전선이 형성되며, 수온전선을 가로 지르는 방향의 밀도 구배에 의해 수온전선을 따라 북쪽으로 흐르는 연안 경계류가 발생함을 확인하였다. 해류계를 이용한 현장 관측에서도 약 10 cm/s로 북상하는 연안 경계류가 관측되었다. 이러한 수온전선을 따라 북쪽으로 흐르는 연안 경계류는 주로 조류와 바람의 영향을 크게 받는다. 조류에 의한 저층 혼합과 바람에 의한 표층 혼합이 여름철 황해 동부 경계류에 가장 큰 영향을 주는 요소다. 바람에 의한 표층 혼합은 북쪽으로 흐르는 황해 동부 연안 경계류의 폭을 더 넓게 하여 수송량을 증가시킨다. 강물의 유입과 일사량의 변화는 연안 경계류의 세기와 위치 변화에 큰 영향을 주지 않는다. 성층이 강하게 이루어지는 여름철 황해 동부 연안 $36^{\circ}N$에서는 대조기(소조기) 동안 강한(약한) 조류가 북쪽으로 흐르는 해류의 수송량을 증가(감소)시키지만, 동안 경계류의 위치를 크게 변화시키지는 않는다. 연안 경계류의 평균적인 위치는 바람의 세기 변화에 따라 변화하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제12권4호
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• pp.285-291
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• 2006

소리도와 욕지도 사이 해역의 유동 분포를 파악하기 위하여 2004년 5월, 6월, 10월 및 11월에 ADCP를 이용하여 정선관측 및 정점관측을 실시하였다. 25시간 정선관측에 따른 평균류의 연직분포는 욕지도 남서해역에서 북동류의 흐름이 우세하게 나타났다. 또한 25시간 정점관측 결과를 보면 상층과 하층의 경계수심이 $15\sim20m$에 존재함을 알 수 있었고, 상 하층으로의 유동분포가 다르고 상층과 하층의 변화폭이 작게 나타났다. 동서 성분 및 남북 성분에 대판 해수 수송량의 계산결과는 남서방향으로의 수송량보다 북동방향으로의 수송량이 더 크게 나타났다.