• 한국해양공학회지
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• 제5권1호
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• pp.16-24
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• 1991

This paper presents a method of the reliability analysis for a tension leg platform(TLP)in severe storm waves by using the first passage concept of the random tensile stress in the tendons. In the present method, two failure conditions are considered ;i.e., the exceedance of the ultimate tensile capacity and the occurrence of the negative tension. In order to consider the correlation effects between the failure events for each corner resulted from the rupture of all tencons at one corner, a new system limit state for a rectangular shaped TLP is developed, which is defined in terms of the TLP motions in the vertical plane ;i.e., heave, roll, and pitch. To illustrate the validity of the present method, the numerical analysis is carried out for two TLP's with different structural dimensions. Then, the results are compared with those by other methods.

• 한국재난정보학회:학술대회논문집
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• 한국재난정보학회 2015년 정기학술대회
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• pp.278-279
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• 2015

최근 해수욕장, 저지대 침식, 해안시설물 노후화 등과 같이 해안지역 구성 및 지형적 요인에 따라 국지적으로 발생하는 피해와 태풍 및 이상너울 등의 대규모 기상현상에 의해 해안재난이 발생가능성이 높아지고 실제 발생하는 실정이다. 본 논문에서는 재난대응을 위한 과학적 재난정보 수집 및 분석을 통해 의사결정에 활용하고 효과적으로 예방 대응하고자 유관기관에서 다양하게 구축된 시스템의 재난관련 자료를 수집하였으며, 태풍 내습시 신속한 대응을 위해 폭풍해일 시뮬레이션을 통해 범람파고를 추정하였다. 기존 상황판단을 위한 정보수집단계에 추가적으로 관측자료 및 시뮬레이션을 통한 정량적 피해추정정보를 신속하게 제공함으로서 재난상황판단을 가능할 수 있도록 방안을 마련하였다.

• 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해안해양공학회 2002년도 한국해안해양공학발표논문집 Proceedings of Coastal and Ocean Engineering in Korea
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• pp.266-269
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• 2002

최근 항구 및 해안지역의 오염과 대규모 준설 매립으로 인하여 습지 및 환경 생태계 파괴 가 심각한 문제로 대두되고 있다. 또한 파도와 조수의 이동으로 인한 해안침식, 태풍이나 폭풍 둥의 자연재해로 인한 해안 및 항만구조물의 파괴가 빈번히 발생되고 있다. 이에 지오텍스타일 공법을 해안생태계를 복원 및 보전하고 해안 및 항만구조물로 활용하기 시작했다. (중략)

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제20권2호
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• pp.109-122
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• 2003

자기폭풍(magnetic storm)과 서브스톰(substorm)의 인과관계를 규명하기 위하여 서브스톰 확장기 활동(substorm expansive activity)의 전형적인 지시자로 알려진 정지궤도 위성에서 관측된 양성자 플럭스(proton flux)의 무분산 입자유입률(dispersionless particle injection rate)과 Dst 지수와의 상관관계를 조사하였다. 본 연구에 이용된 자기폭풍은 1996년에서 2000년까지 5년 동안에 일어난 것으로 자기폭풍 기간 중 Dst의 최소값인 $Dst_{min}$의 크기에 따라 대규모($-200nT{$\leq$}Dst_{min}{$\leq$}-100nT$), 중규모($-100nT{\leq}Dst_{min}{\leq}-50nT$), 소규모 자기폭풍($-50nT{\leq}Dst_{min}{\leq}-30nT$)의 3단계로 구분하였다. 양성자 플럭스는 LANL의 정지궤도 위성에서 관측된 자료 중에서 주로 환전류(ring current)를 구성하는 입자의 에너지에 해당하는 50keV에서 670keV 범위의 6개 에너지 채널의 자료를 이용하였다. 그리고 입자유입은 자정 부근에서 주로 일어나므로 18:00~04:00MLT구간에서 관측된 자료만을 이용하였다. 한편 내부 자기권으로 유입되는 입자에너지를 추정하기 위하여 양성자 플럭스 비($f_{max}/f_{ave}$)를 조사하였다. 여기서, $f_{ave}$ 및 $f_{max}$는 각각 입자유입이 일어나기 전 후의 양성자 플럭스의 양을 나타낸다. 한편 자기폭풍 기간 동안에 1 ~ 2개의 인공위성 관측으로부터 내부 자기권으로 유입되는 총 에너지량을 추정하는 것이 불가능하다는 것이 알려졌다. 그러나 총 에너지 유입량은 적어도 플럭스 비와 유입횟수에 비례할 것이다. 따라서 내부 자기권으로 유입되는 에너지의 양을 간접적으로 추정하기 위해서 이들의 곱으로 정의되는 총 에너지 유입률 지수(total energy injection parameter, TEIP)를 제안하였다. 특히 서브스톰이 자기폭풍의 발달에 기여하는 정도를 알기 위하여 자기폭풍을 두 구간, 즉 주상(main phase)과 회복기(recovery phase)로 나누어 조사하였다. 양성자의 무분산 유입자료와 자기폭풍 기간 중 Dst$_{min}$ 값을 비교해 본 결과 다음과 같은 특성이 확인되었다. 첫째, 주상기간 중 입자들의 평균 유입횟수는 자기폭풍의 크기에 비례하여 증가하는 경향을 나타내며 유입휫수와 $Dst_{min}$ 사이에는 높은 상관관계(0.83)가 있었다. 둘째, 주상기간 중 자기폭풍의 크기가 클수록 플럭스 비 ($f_{max}/f_{ave}$는 대체로 증가하는 경향을 나타냈다. 그리고 75~113keV 에너지 채널에서의 $Dst_{min}$ 값과 플럭스 비의 상관계수는 0.74로서 가장 높았으며 나머지 에너지 채널 역시 비교적 높은 상관관계를 나타냈다. 셋째, 주상기간 중 총 에너지 유입률 지수와 $Dst_{min}$ 사이에 높은 상관관계가 확인되었다. 특히 환전류를 구성하는 주요 입자의 에너지 영역(75~l13keV)에서 가장 높은(0.80) 상관계수를 기록했다. 넷째, 회복기 중에 일어나는 입자들의 유입은 자기폭풍의 지속시간을 연장시키는 경향을 보이며 큰 자기폭풍일수록 현저했다. 주상에서 관측된 이러한 특성은 서브스톰 확장기 활동이 자기폭풍의 발달과 밀접한 관계가 있음을 시사한다.

• Spatial Information Research
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• 제17권3호
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• pp.341-350
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• 2009

전 세계적인 지구온난화로 인해 태풍의 강도와 규모가 커지고 있고 이로 인한 사회경제적인 피해가 갈수록 증가하고 있는 상황에서 사전에 침수예상지역 및 예상피해규모를 파악하고, 대비하는 일은 아주 중요하다. 이 논문에서는 2003년 부산과 경남지역 연안을 강타한 태풍 Maemi(매미)의 이동경로에 태풍 매미를 비롯하여 Vera(베라)(일본 이세만, 1959), Durian(두리안)(필리핀, 2006) 그리고 2005년 미국을 강타한 허리케인 Katrina(카트리나)의 특성을 갖는 슈퍼태풍의 내습을 가정하여 해운대 해수욕장 인근 도심지역의 침수피해규모를 추정하였다. 태풍별 해수면 상승고는 기존 연구자들의 수치모델링 결과를 토대로 육상표고와 해저수심의 서로 다른 기준면을 통일시킨 후 계산하였고, 항공 LiDAR 자료를 기반으로 GIS 공간분석기술을 이용하여 침수고, 침수면적 및 건물피해액을 추정하였다. 태풍의 강도와 규모가 점점 커지고 있고, 우리나라에도 근년에 Katrina(카트리나)급의 슈퍼태풍이 내습할 가능성이 클 것으로 예상되는 상황에서, 이 연구결과는 연안 도심지역에 대한 해안침수예상도와 범람피난지도를 제작하는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.52-52
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• 2019

최근 국가시설물에서는 2000년대 이후 집중호우 등으로 인한 대상 부지 내의 홍수 발생 시 주요시설물에 기능 마비가 발생할 수 있고, 궁극적으로는 대규모 사고로 이어질 수 있기 때문에 외부침수에 대비할 수 있는 위험도 분석이 필요하다. 대상 부지에서의 외부침수의 원인으로서는 LIP(Local Intensive Precipitation)에 의한 홍수 발생조건, 인근에 댐, 제방 등이 위치한 경우 이들 시설물의 붕괴에 따른 홍수류의 원전 유입, 지진해일/폭풍해일에 의한 바다로부터의 홍수 유입 등이 대표적인 예이다. 따라서 대상 부지 및 그 SOC시설물의 안전도를 높은 수준에서 관리하기 위해서는 극한홍수가 유입될 때 침수심, 침수유속, 침수시간, 침수강도 등의 재해도를 분석하여야하고, 이들 SOC시설물의 취약도 평가를 실시하고 재해도와 취약도를 결합한 연계분석을 통하여 위험도를 재평가하여야 한다. 본 연구에서는 기존 기후변화를 고려한 외부침수 위험도 분석 결과를 바탕으로 대상 부지 내의 내부침수 위험도 분석을 실시하였다. 위험도 분석을 실시하기 위해 현장답사를 통해 물이 외부에서 내부로 유입 가능한 침수패스 경로를 파악하고, 출입문 위치와 창문의 높이, 출입문의 틈간격 및 높이를 파악하였다. 현장답사를 토대로 침수구역을 선정하였다. 침수구역 선정시 대침수구역과 소침수구역 중요기기들이 위치한 구역을 바탕으로 선정하였고, 이를 바탕으로 2차원 침수 해석을 실시하여 각 구역별로 시간대별 침수가능 높이를 산정하였다. 또한 각 구역별 중요기기의 임계높이를 산정하고, 이를 분석된 최대 침수심과 비교하여 각 구역별 침수에 취약한 구역을 산정하였다. 본 연구결과의 바탕으로 사회기반 시설에 대한 보호 및 홍수피해 예방으로 인한 사회비용 절감이 가능하고, 주요시설물의 SSC별 방재대책을 수립하고, 단계별 저감대책을 제시하여 위험도 경감을 위한 대비책을 마련이 가능할 것 이라고 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.16-16
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• 2018

최근 국가시설물에서는 집중호우 등으로 인한 대상 부지 내의 홍수 발생 시 주요시설물에 기능 마비가 발생할 수 있고, 궁극적으로는 대규모 사고로 이어질 수 있기 때문에 외부침수에 대비할 수 있는 위험도 분석이 필요하다. 대상 부지에서의 외부침수의 원인으로서는 LIP(Local Intensive Precipitation)에 의한 홍수 발생조건, 인근에 댐, 제방 등이 위치한 경우 이들 시설물의 붕괴에 따른 홍수류의 원전 유입, 지진해일/폭풍해일에 의한 바다로부터의 홍수 유입 등이 대표적인 예이다. 따라서 대상 부지 및 그 SOC시설물의 안전도를 높은 수준에서 관리하기 위해서는 극한홍수가 유입될 때 침수심, 침수유속, 침수시간, 침수강도 등의 재해도를 분석하여야하고, 이들 SOC시설물의 취약도 평가를 실시하고 재해도와 취약도를 결합한 연계분석을 통하여 위험도를 재평가하여야 한다. 본 연구에서는 기후변화 시나리오에 대해서 LIP(극한강우) 조건을 빈도별 분석하였고, 기후변화에 의한 가능최대강우량(PMP)의 재포락을 실시하고, 이를 확률강우조건과 비교 검토하였다. 대상부지에서의 RCP4.5와 RCP8.5 조건하에서 발생빈도-지속시간-극한강우량과의 상관도를 제시하였다. 지형분석의 고도화 및 수문분석을 통한 LIP를 이용한 극한 홍수량의 산정을 실시하였고, 수리분석에 의한 극한홍수조건의 침수해석을 실시하였다. 침수해석을 통한 수리변량(침수심, 침수강도, 침수지속시간 등)을 산정하였고, 침수해석결과에 주요지점별 발생빈도-지속시간-침수위의 관계를 재해도로 제시하였다. 본 연구 결과 집중호우 조건하에서 국가 주요시설물에서의 침수심, 침수강도 등에 대한 새로운 재해도 곡선을 산정함으로써 중요한 SOC시설물의 내수 설계, 홍수 방지기능 설계, 홍수 방지 대책 및 절차의 고도화 및 홍수 저감 기능 평가에 기준이 될 것으로 판단된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권5호
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• pp.506-513
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• 2020

기후변화로 인해 해수면상승, 태풍, 집중강우 등 두 가지 이상의 복합적인 원인으로 발생하는 복합재난 위험이 증가하고 있는 실정이다. 본 연구의 대상지역인 부산 마린시티는 과거 수영만 매립지에 조성된 주거지 중심의 신도시로서, 최근 태풍과 해일 및 월파의 복합 원인으로 대규모 침수피해가 발생한 바 있다. 이와 같은 복합재난에 대비하기 위해서는 위험성 평가를 통해 재난 대비에 대한 우선 순위를 정하고 이에 따른 대비책을 세울 필요가 있다. 본 연구에서는 위험성 평가를 위해 평가프레임을 수립하고, 침수예측 자료와 국가공인 사회경제적 위험요소 자료를 수집하였다. 사회경제적 위험요소는 인구, 지하시설, 건물, 인도, 도로의 5가지로서, 최대 침수심에 대한 각 요소의 절대기준을 마련하여 평가하였다. 그리고 요소별 가중치 설정을 위하여 전문가 설문을 적용하였다. 평가결과는 관심, 주의, 경계, 위험 4단계로써, 2100년의 해수면상승과 재현주기 100년 빈도의 폭풍해일 및 확률강우를 가지는 시나리오에서 관심등급 43 %, 주의등급 24 %, 경계등급 21 %, 위험등급 11 %로 각각 나타났다. 각 등급은 색상별로 구분하여 복합재난 위험지도를 작성하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.315-323
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• 2015

이상 기후현상으로 인해 폭풍의 강도가 커지고, 지속시간 또한 길어지고 있어 연안 피해가 점차 대규모화 되고 있다. 이러한 변화에 대응하기 위하여 기존 방파제에 대한 평가기준과 신설 방파제의 설계기준이 강화되고 있다. 최근 케이슨식 방파제의 구조적 안정성을 향상시키기 위하여 개별 케이슨이 독립적으로 파에 저항하도록 하였던 방파제 케이슨을 서로 인터로킹시키는 방안이 관심을 받고 있다. 이는 각각의 케이슨에 작용하는 힘을 분산시켜 이상파랑이 발생할 경우에도 최대파력이 저감되어 방파제의 안정성을 확보할 수 있도록 한 것이다. 본 연구에서는 케이블을 이용하여 케이슨 상부를 방파제 기준선방향으로 인터로킹시켰을 때의 파력의 분산특성에 대해서 분석하였다. 수치계산의 효율을 위해 지반과 연결 케이블은 선형 스프링으로 모형화하고 케이슨은 강체로 가정한 정적 선형모델을 개발하였다. 수치해석 결과, 입사각이 커질수록 케이블을 통하여 전달되는 파력비가 높아지고, 인터로킹 케이블의 강성이 클수록 전달 파력비가 증대되어 파력분산 효과가 높아지는 특성을 확인할 수 있었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제32권1호
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• pp.69-84
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• 2020

자연 해빈은 해양환경에 따라 침·퇴적을 반복하며 고 파랑에 의해 해빈이 대규모로 침식되더라도 폭풍이 잦아들고 다시 너울이 우세한 해양환경이 회복되는 경우 점진적으로 복원되며, 이러한 해빈 복원은 경계층 streaming을 통해 이루어진다. 이처럼 경계층 streaming은 그 공학적 가치에도 불구하고 해안에서 가용한 표사의 대부분이 공급되는 쇄파 역에서의 경계층 streaming에 대한 우리의 이해는 아직 상당히 부족하다. 이러한 인식에 기초하여 본 연구에서는 쇄파역 경계층 streaming 수리특성을 살펴보기 위해 단조 해안과 사주를 포함한 해안에서의 천수 과정을 수치모의하였다. 수치 모의는 Spatially filtered Navier-Stokes Eq., LES(Large Eddy Simulation), Dynamic Smagorinsky 난류모형으로 구성된 정교한 수치모형에 기초하여 수행되었으며, 이 과정에서 k-ε 난류모형과 LES Turbulence Closure가 모의결과에 미치는 영향도 함께 살펴보았다. 모의결과 해안공학계에 잘 알려진 k-ε 난류모형의 한계로 인해 wall function에 기반한 k-ε 난류모형의 경우 LES와 비교하면 저면 인근 유속이 다소 과다하게 모의 되었다. 또한, 바닥과 가까운 해역에서의 유속이 바닥의 영향으로부터 비교적 자유로운 상층부에서의 유속보다 우월한 Longuet-Higgins(1957)가 이야기하는 전형적인 경계층 streaming이 천수 초입부에서부터 쇄파 역 깊숙이까지 존재하는 것을 확인하였다. 또한, 주기가 상대적으로 긴 경우 경계층 streaming의 세기와 생성범위는 해안 방향으로 확대되며 이러한 경향은 경계층 streaming이 바닥 인근에서 진행되는 마찰로 인한 파랑에너지손실로 결과되며 주기가 긴 경우 천수 과정이 일찍 시작된다는 사실을 상기하면 충분히 수용 가능해 보이며, Longuet-Higgins(1957)의 해석 해에서도 같은 경향을 확인할 수 있다.