• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.26 no.5B
• /
• pp.563-572
• /
• 2006

In designing the coastal structures, the accurate estimation of wave forces on them is very important. Recently, the empirical formulae such as Goda formula are widely used to estimate wave forces, as well as 2-D hydraulic and numerical model tests. But, sometimes, these estimation methods mentioned above seem to be unreasonable to predict 3-D structure of wave pressure on the coastal structures with 3-D plane arrangement in the real coastal area. Especially, in case of consideration of phase difference at harbor and seaward sides of the large-sized coastal structures like a composite breakwater, it is easily expected that the real wave pressures on each section of coastal structure have 3-D distribution. A new numerical model of 3-D Large Eddy Simulation, which is applicable to permeable structure, is developed to clarify the 3-D structure of wave pressures acting on coastal structure. The calculated wave forces on 3-D structure installed on the submerged breakwater show in good agreement with the measured values. In this study, the composite breakwater is adopted as a representative structure among the large-sized coastal structures and the 3-D structure of wave pressures on it is discussed in relation to the phase difference at harbor and seaward sides of it due to wave diffraction and transmitted wave through rubble mound.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
• /
• v.6 no.2
• /
• pp.263-275
• /
• 2002

In general, the values of shear strength properties of rubble stones have been given quoting from Japanese empirical recommendation when breakwater and offshore structures of port and harbor facilities were designed in Korea. but by large-scale triaxial test(specimen diameter 30cm, specimen height 60cm) carried out in Korean Water Resources Corporation in 2001, for the first time in korea, shear strength properties of rubble stones are evaluated directly. These are compared with the Japanese empirical recommendation. Therefore, the value of shear strength properties of rubble stones have been usually given quoting from Japanese empirical recommendation without laboratory or in-situ tests, but the results of this study state that shear strength properties of rubble stone can be rationally determined and shear behavior characteristics of rubble stone can be invesgated by large-scale triaxial test

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2022.05a
• /
• pp.219-219
• /
• 2022

지구 온난화와 함께 발생하는 해수면 상승은 한반도의 해안지역을 비롯하여 울릉도 등 도서지역 전반에 걸쳐 진행 중이다. 또한 해수면의 온도 상승으로 인한 열대저기압의 생성 시 에너지 공급이 증가하며 연안으로 내습하는 파랑 내습 에너지가 커지게 된다. 경상북도 울릉군에 위치한 남양항은 최근 2019년 태풍 다나스 및 2020년 태풍 마이삭 등에 의해 고파랑 혹은 침수 피해가 발생하여 항 내에서는 물양장과 선박이 파괴되고 방파제가 전도되는 등의 피해가 속출하였다. 동해안의 태풍 내습, 지구 온난화와 저기압 발달에 의한 수위 상승 등과 같은 다양한 해양기후를 고려한 연안 구조물의 파랑 영향을 검토하는 것이 중요할 것으로 판단되었다. 기상청 태풍센터에서 제공하는 1979년부터 2020년까지 한반도 해역에 내습한 태풍 중 울릉도에 영향을 미친 태풍은 18개로 울릉도 인근에 영향을 준 내습 태풍을 10년 단위로 분석해 보면, 1980년대 3개, 1990년대 2개, 2000년대 8개, 2010년대 3개, 2020년 2개로 2000년대에 울릉도 영향권에 들어간 태풍이 가장 많았으며, 심해파 추산 기간 이후 2020년 1년 동안 울릉도 인근으로 마이삭, 하이선과 같은 2개의 태풍이 연속적으로 영향을 주었다. 울릉도에 영향을 미친 18개 태풍을 대상으로 일본 기상청(JMA)에서 제공하는 1시간 바람장을 이용하여 파랑 후측 수치 모의를 수행하였으며, 해양수산부와 기상청 관측 부이를 이용하여 파랑에 대한 정확도를 확보하였다. 고파랑 내습 시 연안에 조우하는 수위 조건은 파랑 에너지의 증가를 결정하게 되며, 항만 구조물의 설계에 적용되고 있는 약최고고조위 이상(4대분조의 최대 조위)의 최극조위 조건에서 해안 구조물에 월파 및 침수 피해를 주는 요인으로 작용할 수 있다. 이를 바탕으로 울릉도 남양항에서 폭풍 시 내습한 최극고조위(0.65m)와 IPCC 5차 보고서에 제시한 최악의 시나리오(RCP 8.5) 조건에서 울릉도에서 확인된 0.79 cm 상승고를 반영하여 범람위험평가를 광역에서의 계산 결과를 입력자료로 하여 준 3차원 비 정수압 파랑 변형 수치 모형인 MIKE 3 Wave를 사용하여 실험하였다. 해수면 상승에 의한 수위 상승고는 연안 파랑 증가에 영향을 주었으며 연안 구조물의 침수 피해에 영향을 줄 것으로 판단되었다. 월파 차단, 파랑 차폐의 목적으로 건설되는 구조물의 규모 및 천단고 등을 설정하는데 설계 수위의 선정은 중요하다. 수치 실험 결과를 바탕으로 방파제 및 호안의 범람 위험 평가를 수행하고 구조물 설계 시 이러한 해수면 상승고가 반영된 설계가 중요하다는 것을 위험 평가를 통해 확인할 수 있다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
• /
• v.12 no.3
• /
• pp.139-148
• /
• 2000

In this paper, the interaction of oblique incident waves with a bottom-mounted and fluid-filled flexible membrane structure is investigated in the frame of linear hydro-elastic theory. The static shape of a membrane structure containing the fluid of a specific density is initially unknown and must be calculated before the hydrodynamic analysis. To solve hydrodynamic problem, the fluid domain is divided into the inner and outer region. The inner solution based on discrete membrane dynamic model and simple-source distribution over the entire fluid boundaries is matched to the outer solution ba~ed on an eigenfunction expansion method. The numerical results were compared to a series of Ohyama's experimental results. The measured reflection and tran¬smission coefficients reasonably follow the trend of predicted values. Using the computer program developed, the performance of a bottom-mounted and fluid-filled flexible membrane strocture is tested with various system parameters (membrane shape, internal pressure, density ratio) and wave characteristics (wave frequencies, incident wave angle). It is found that a bottom-mounted and fluid-filled flexible membrane structure can be an effel;tive wave barrier if properly designed.

• 어항어장
• /
• s.2
• /
• pp.86-127
• /
• 1988

버트리스 푸팅 케슨(Buttress footing caisson) 및 상형 푸팅 케슨의 역학특성을 해명하고 구조설계법을 검토할 목적으로 재하실험을 실시했다. 재하실험에는 배근의 제약등을 고려해서 실구조물의 1/4정도의 대형모형공시체를 사용해서 푸팅부를 중심으로 해석하기위해 푸팅에 선분포하중을 재하했다. 유한요소법에 따른 선형구조해석을 실시하여 변위, 단면력과 한계상황설계법에서의 산정식에서 얻어진 단면내력과를 비교하여 동설계법의 케슨구조물에 대한 적용성에 관하여 고찰했다. 이 보고로써 얻어진 주요한 결론은 아래와 같다. (1) 재하실험에 의하면 버트리스 푸팅공시체의 파괴형식은 버트리스부의 철근에 연한 부착할열파괴였다. 또 상형푸팅공시체에서는 푸팅부의 내면전단파괴였다. 양구조물을 설계할 때는 종래의 면외력만의 검토뿐아니라 면내력도 적절히 평가할 필요가 있다. (2) 양공시체 함께 푸팅 케슨본체와의 접합부 및 푸팅과 상자옆쪽의 벽과의 접합부에 변형이 일어나 종래의 판구조설계에서 가정하고 있는 판주변의 고정조건이 만족되지 않았다. 따라서 케슨구조물의 구조해석에서 구조전체계를 취급할 필요가 있고 부재단위에서는 단면력을 과대 또는 과소로 산정할 우려가 있다. (3) 철근강복시정도까지는 구조전체계를 모델화한 유한요소법에 의한 선형구조해석결과와 실험결과가 잘 일치했다. (4) 한계상태설계법에서의 굽음내력, 전단내력 및 구열폭의 산정식은 실험결과와 비교해서 어느쪽이나 안전측의 치를 부여했다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
• /
• v.31 no.3
• /
• pp.129-145
• /
• 2019

For the design of composite breakwater as representative one of the coastal and harbor structures, it has been widely discussed by the researchers about the relation between the behavior of excess-pore-water pressure inside the rubble mound and seabed caused by the wave load and its structural failure. Recently, the researchers have tried to verify its relation through the numerical simulation technique. The above researches through numerical simulation have been mostly applied by the linear and nonlinear analytic methods, but there have been no researches through the numerical simulation by the strongly nonlinear mutiphase flow analytical method considering wave-breaking phenomena by VOF method and turbulence model by LES method yet. In the preceding research of this study, olaFlow model based on the mutiphase flow analytical method was applied to the nonlinear interaction analysis of regular wave-composite breakwater-seabed. Also, the same numerical techniques as preceding research are utilized for the analysis of irregular wave-composite breakwater-seabed in this study. Through this paper, it is investigated about the horizontal wave pressures, the time variations of excess-pore-water pressure and their frequency spectra, mean flow velocities, mean vorticities, mean turbulent kinetic energies and etc. around the caisson, rubble mound of the composite breakwater and seabed according to the changes of significant wave height and period. From these results, it was found that maximum nondimensional excess-pore water pressure, mean turbulent kinetic energy and mean vorticity come to be large equally on the horizontal plane in front of rubble mound, circulation of inflow around still water level and outflow around seabed is formed in front of rubble caisson.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
• /
• 2013.10a
• /
• pp.395-397
• /
• 2013

항로표지는 해상에서 선박의 안전한 항행에 필수적인 요소이며, 현재는 LED를 광원으로 사용하는 등명기를 개발 및 사용하고 있다. LED 멀티롤 랜턴을 개발하여 항로표지의 표체조명, 교량표지, 방파제 표시등 등으로 개발하고하는 연구가 진행되고 있다. 이를 위하여 LED 멀티롤 랜턴의 내부 LED 배치에 따른 배광특성을 분석하였다. 본 논문에서 멀티롤 랜턴은 아크릴 환봉과 설치를 위한 금속재로 구성하였으며, 내부에 LED를 2열로 배치하였다. 최적의 설계를 위하여 아크릴 환봉을 투명한 것과 유백색인 것으로 구분하고 2열의 LED 모듈에 집광렌즈($45^{\circ}$, $60^{\circ}$, 미설치)에 따른 배광특성을 분석하였다. $60^{\circ}$ 집광렌즈를 사용한 경우의 시인효과가 우수하여 이를 바탕으로 LED 멀티롤 랜턴을 최종적으로 설계하였다. 투명 아크릴 환봉에 2열의 LED를 배치하고, $60^{\circ}$ 집광렌즈를 사용한 평판형 및 v형의 2종과 집광렌즈를 사용하지 않은 v형 1종으로 선정하고, 녹색과 홍색으로 제작하여 LED의 배열에 따른 배광특성을 본석하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2016.05a
• /
• pp.163-163
• /
• 2016

선박의 대형화 등으로 인한 세계적인 항만들이 하역능력의 제고를 위하여 선박의 대형화, 고속화, 전용선화에 있어 큰 움직임을 보이고 있다. 또한 항만의 연간 작업가능일수 확보를 위하여 신항만 건설시 항 내 정온도 향상을 위하여 최적의 방파제 배치 및 최선의 소파기술에 대한 연구지원을 아끼지 않고 있다. 이뿐 아니라 최근 파랑 수치모형의 정확성이 향상되고 계산시간이 단축됨으로써 각 격자 상에 입력된 수심정보와 입사경계에서의 입사정보 경계면에서의 경계(반사율) 정보로부터 손쉽게 천해파랑 정보를 산출할 수 있게 되었다. 본 연구에서는 스펙트럼을 통해 각각의 파고와 주기를 추출하였으며, 쌍곡선형 완경사 방정식을 수치 해석하여 불규칙파의 설계파를 산정하였다. 또한 Matlab을 사용하여 전 프로그램이 toolbox화 됨으로써 운영하는데 편리하고 특히 다양한 지형의 적용에 용이하게 되었다. Matlab은 다른 언어와 달리 전 프로그램이 vectorizing 되어 계산시간이 상당히 단축되었다. 본 연구를 통해 실무자들이 항만이나 어항 등 연안해역 개발시 유의파고를 사전에 예측하여 연안해역 개발하는 데 큰 도움이 되리라 기대한다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
• /
• v.23 no.4
• /
• pp.265-275
• /
• 2011

Estimation of wave height is the most important factor in the design of coastal structures such as breakwaters. In the present study, typhoon wind distribution was constructed by applying the parametric model of Holland (1980), and numerical simulations on the typhoon-generated waves were carried out using the WAM. The typhoons which affected the southern coast of the Korean Peninsula and several hypothetical typhoons were selected to construct the training sets. Design wave heights were estimated using the empirical simulation technique for various return periods and wave directions. The estimated design wave heights were compared with those by the peaks-over-threshold method and the results of KORDI(2005).

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
• /
• v.21 no.6
• /
• pp.508-517
• /
• 2009

The real time movement of the caisson was measured when it was open to the waves during breakwater construction. As a result of measurement, no more settlement after the preloading in condition of designed loading was expected but sudden abnormal settlement took place through whole area of the breakwater when waves occurred by typhoon effect. To clarify the reason of this case, wave of the site has been reproduced and the equivalent wave pressure on the caisson was calculated. The numerical analysis of the effect of wave to the ground had been done. Site measurement data is in accordance with the result of numerical analysis.