• 한국항해항만학회지
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• 제30권3호
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• pp.181-187
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• 2006

선형파 이론에 의한 파랑스펙트럼 분포에 의해서는 30m 크기의 파랑은 현실적으로 거의 발생 불가능하다고 인식되어 왔다. 그러나 최근의 위성 영상을 이용한 조사에 의해 3주간의 기간 동안 25m 이상의 거대파가 10개 이상 관측됨에 따라 실해역에서 빈번히 마주칠 수 있는 현상임이 입증되었으며 이에 따라 지금까지 원인 불명으로 치부되어 왔던 많은 해양 재난이 거대파에 의해 발생했던 것으로 추정되고 있다. 거대파의 발생 원인으로는 파군 형성과 관련한 파고분포 특성의 변화, 전파하는 파군의 비선형 공명간섭 등이 제기되고 있으나, 그 출현의 복잡성과 자료의 부족 등으로 아직 명확하게 해명되지 못하고 있다. 본 연구에서는 실해역에서 발생하는 거대파의 실태 및 선형 및 비선형 파랑집중 이론에 근거한 거대파 발생 기구를 고찰하였으며, 비선형 파랑전파를 모사할 수 있는 수치모형을 개발하여 비선형 파랑 집중에 의한 거대 파랑의 형성을 모사하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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• pp.147-152
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• 2005

선형파 이론에 의한 파랑스펙트럼 분포에 의해서는 30m 크기의 파랑은 현실적으로 거의 발생 불가능하다고 인식되어 왔다. 그러나 최근의 위성 영상을 이용한 조사에 의해 3주간의 기간 통안 25m 이상의 거대파가 10개 이상 관측됨에 따라 실해역에서 빈번히 마주칠 수 있는 현상임이 입증되었으며 이에 따라 지금까지 이유 불명으로 치부되어 왔던 많은 해양 재난이 거대파에 의해 발생했던 것으로 추정되고 있다. 거대파의 발생원인은 파군 형성과 관련한 파고분포 특성의 변화, 전파하는 파군의 비선형 공명간섭 통이 제기되고 있으나, 그 출현의 복잡성과 자료의 부족 등으로 아직 명확하게 해명되지 못하고 있다. 본 연구에서는 실해역에서 발생하는 거대파의 특성 및 선형 및 비선형이론에 근거한 거대파 발생 기구를 고찰하고 비선형 파랑전파를 모사할 수 있는 수치모형을 개발하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제19권3호
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• pp.222-227
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• 2007

심해에서 생성된 최극해파가 파랑과 상호작용하는 현상에 대한 연구를 수행하였다. 이러한 파랑은 분산집중을 이용하여 산정하였다. 이러한 과정은 선형 및 비선형 방정식의 해를 구하여 얻을 수 있다. 상호작용에서 비선형성의 역할을 강조하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제30권3호
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• pp.225-233
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• 1997

부체의 장주기동요, 연안구조물과 계류선의 파괴 등과 같은 역기능으로 인해 파군현상의 정확한 해석은 시급한 과제라 하겠다. 본고에서는 연안계에서 발생하는 파랑과 가장 근접한 비선형불규칙 파랑계를 산정하여 해안구조물의 피로거동에 지대한 영향을 미치는 파군당 파랑의 수와 해안구조물의 first excursion failure mode를 결정하는 high run에서의 파랑수를 중심으로 파군현상을 해석하였다. 해석과정에 mapping technique과 유의파경사를 perturbation parameter로 섭동이론이 사용되었다. 해석결과 Gaussian wave계에서 균등분포하는 것으로 알려진 위상함수는 평균값 주위에 집중분포하였고, 그 정도는 비선형성이 증가할수록 심화되었다. threshold crossing rate의 경우 비선형성이 심화될수록 평균해수위보다 큰 쪽으로 분포형이 이동하였으며 파군당 파랑수와 high run에서의 파랑수도 비슷한 경향을 보여 최근 설치범위가 심해쪽으로 확대되는 해안구조믈의 경우 피로거동에 대한 보강이 요만된다.

• 한국항해항만학회지
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• 제38권5호
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• pp.503-509
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• 2014

본 연구에서는 공진을 유도하는 수로를 이용한 새로운 개념의 유공방파제를 제안하려 한다. 공진수로에는 유공판을 설치하여 흐름분리현상에 의한 파랑에너지의 소산을 유도한다. 종래의 수실과 유공벽을 이용한 방파제에 비하여 공진수로 내장형 유공방파제는 두 가지의 장점을 들 수 있는데, 하나는 목표 차단파랑에 따라서 수로의 설계가 용이하며 보다 장주기 파랑에 대하여도 적용이 가능하다. 또 하나는 유공부가 쇄파력이 집중되는 수면부근보다 아래에 위치함으로써 구조적 안정성이 개선된다. 파랑에너지의 소산은 방파제 전면에서의 반사율로서 평가하였고, 수치해석은 선형 포텐셜 이론에 기초한 Galerkin의 유한요소모델을 이용하였다. 수로의 고유주기와 입사파의 주기가 일치하는 부근에서 적절한 에너지 손실을 확인할 수 있었으며 에너지 손실의 양은 수로의 형상, 위치 및 유공율의 영향을 받았다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제12권2호
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• pp.61-67
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• 2009

이 논문에서는 freak wave가 포함된 시계열 파랑자료를 분석하였다. freak wave가 포함된 자료와 포함되지 않은 자료에 대하여 여러 가지 파랑 특성을 비교하였다. 파랑 자료는 Yura 해역에서 24시간 연속으로 측정된 자료를 분석하였고, 그 중에서 freak wave가 발생한 30분 동안 파랑과 인접한 30분간의 파랑자료를 집중적으로 분석하였다. 최대파의 파주기가 가장 긴 주기가 아닌 것을 볼 수 있다. 최대파의 파주기는 평균파주기보다 약간 길며, 유의파의 파주기보다는 짧은 것을 볼 수 있었다. 비록 해상 상태는 높지만, 레일리분포로 파고의 확률분포를 잘 표시할 수 있었다. Freak wave의 발생 전후의 파랑자료를 비교해 보면, 파랑스펙트럼의 특성은 큰 차이를 보이지 않으며, 발생한 경우에 비선형성이 증가한 것을 볼 수 있다. 그리고 freak wave 발생 직 후에 오히려 유의파고의 크기가 크게 나타났다. 따라서 유의 파고가 높은 것이 항상 freak wave의 발생확률을 높이지는 않는 것을 볼 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권4B호
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• pp.243-251
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• 2012

국립해양조사원의 해운대 부이로 부터 관측된 자료와 CCTV 영상자료를 분석하고 수치실험을 수행하여 해운대 해변에서 발생하는 이안류의 특성을 연구하였다. CCTV 영상자료를 분석한 결과로 부터 이안류가 발생할 때 규칙파에 가깝고 진행방향이 약간 다른 파랑이 중첩되어 입사되고 있는 것을 관찰할 수 있었으며, 부이 관측자료의 웨이브릿 분석으로부터 한 주기에 파랑에너지가 집중된 협대역 스펙트럼을 확인할 수 있었다. 이로부터 이미 알려진 이안류 발생 메커니즘가운데 하나인 벌집구조의 절점선 영역을 통한 이안류의 발생이 해운대 이안류의 주요한 발생 메커니즘임을 추론할 수 있었다. 이러한 이안류 발생 메커니즘은 다음과 같이 설명할 수 있다. 진행방향이 약간 다른 규칙파가 해안으로 전파될 때 서로 중첩되어 비선형 상호작용으로 파봉선이 벌집구조 형상으로 변형된다. 여기서, 파고가 영(zero)인 절점선이 해안선에서 외해방향으로 발달하게 된다. 파고가 상대적으로 작은 이 절점선 영역을 향하여 연안류의 질량수송이 집중되며 일시에 외해로 이안류를 발생시키게 된다. 벌집구조 파봉형상 입사파에 의한 이안류 발생을 재현하기 위해 완전 비선형 Boussinesq 방정식 모형을 이용해 수치모의를 수행하였다. 이 수치모의로부터 진행방향이 서로 다르므로, 그리고 일방향 파랑이 수중천퇴에 의하여 변형되므로 발생된 벌집구조 현상에 의하여 이안류가 잘 발생함을 확인하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.409-422
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• 2019

Beach cusp의 생성기작으로 기능하는 Synchronous Edge wave의 수리특성을 살펴보기 위한 3D 수치모의를 OpenFOAM 기반 tool box인 IHFOAM을 활용하여 수행하였다. 파랑모형은 RANS[Reynolds Averaged Navier-Stokes equation]와 연속방정식으로 구성하였으며, Synchronous Edge wave 형성에 필요한 연안방향으로 파고가 변조되는 short-crested waves는 동일한 주기와 파고를 지니는 두 개의 Cnoidal wave가 전면 해역에서 비스듬히 조우되도록 조파하여 재현하였다. 모의결과 파랑 집중단면에서의 유속이 파랑 분산단면보다 전체적으로 크게 모의되었다. 또한 파랑 집중단면의 경우 해안방향 흐름[up-rush]이 먼 바다방향 흐름[back-wash]보다 세기는 우월하나 지속기간은 짧은 비선형 파동계의 일반적인 성정을 지니는 것으로 모의되었다. 이와 더불어 처오름 정점에서 양쪽의 분산단면으로 흐름이 나뉘며 약해지는 b ack-wash로 인해 up-rush 최대유속은 back-wash 최대유속의 두 배 가까이 증가하는 것으로 관측되었다. 이에 비해 파랑 분산단면의 경우 집수효과로 해안 인근 수역에서는 먼 바다방향 흐름이 해안방향흐름보다 우월하게 모의되었다. 또한 천수 중간 수역에서는 해안방향 흐름이 여전히 우세하나 비대칭 정도는 현저하게 감소하였다. 이러한 수리특성은 Synchronous Edge wave의 전형적인 성정으로 수치모의가 성공적으로 이루어진 것으로 판단된다. 이 과정에서 너울이 우월한 해양환경에서 해빈이 느리지만 점진적으로 복원되는 과정에서 주 기작으로 기능하는 경계층 streaming에 대한 새로운 해석도 제시되었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.468-477
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• 2019

불규칙파에 의한 정온도 평가 시 주로 사용하는 Boussinesq 근사의 수치모형은 항의 개구부 폭이 약 30 m 내외의 좁은 마리나와 같은 소규모 항만에서는 격자 크기의 적용성 한계가 있고, 항 내로 진행하는 파의 회절에 대한 평가 시 정확한 정온도 평가가 어려울 수 있다. 본 연구에서는 정수면의 비정수압 항이 고려되어 해수면과 바닥층에서의 유속으로 계산하는 비선형 천수방정식 모형인 SWASH 모형(Zijlema and Stelling, 2005)을 사용하여 좁은 항의 개구부에서 정온도 평가의 적용성을 검토하였다. SWASH 모형은 구조물 및 지형에 입사하는 반사파 적용 시 수심과 공극율 계수 및 구조물 크기에 따라 부분 반사를 제어한다. 본 연구에서는 실제 구조물 단면 형태에 따른 구조물 전면에서의 반사파의 평가와 단면의 형태 및 구조물의 형태에 따라 반사율 적용성을 검토하였다. 항 내에 진입하는 회절 파랑에 의한 모델의 재현성을 평가하기 위해 구조물 직각 및 경사로 입사하는 영역을 구성하여 기존의 Goda et al.(1978)가 제시한 회절도 이론값과 비교하였다. 수심평균으로 계산된 단면 구조물 반사율 실험 결과는 Stelling and Ahrens(1981)이 제시한 반사율의 개략치와 유사한 반사율을 나타내며, 경계에서의 반사파의 제어와 구조물의 형상 및 지형에 따라 반사파가 잘 재현되는 것으로 판단된다. 회절도 검토 결과 파랑 진입 각도 및 회절파의 형태가 계산치가 이론값과 아주 유사하게 나타나지만, 경사 입사 및 직각 입사 모두 방향 집중도가 작은 경우 파고비가 0.5~0.6인 일부 구간에서 회절도가 저평가되는 것으로 나타났다.