• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.10 no.7
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• pp.117-123
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• 2009

This study is to investigate the characteristics of scour around pipeline in current and hydraulic model tests were performed. All the model test are 45 cases, which were conducted with velocities of 0.2 m/s to 0.5 m/s and pipe diameters of 45, 60, 90 mm. The developments of scour around pipeline were observed and equilibrium scour depths were recorded due to variation of pipe diameter and current velocity. According to the results, the equilibrium scour depth was proportional to current velocity and pipe diameter. The effect of diameter of pipeline on the equilibrium scour depth was bigger than current velocity. The correlations of relative scour depth and dimensionless number such as a Reynolds number, Shields number, and Froude number were analyzed. The Froude number and the relative scour depth had a high correlation of 0.900.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.388-392
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• 2015

본 연구에서는 고정하상 직하류부에서 발생하는 국부세굴현상을 분석하기 위해서 이동상 수리실험을 수행하였다. 순환식 유량공급이 가능한 개수로 실험장치에 아크릴로 제작된 사각형 모형을 설치하고 하류에 균일한 입경의 모래를 설치하여 다양한 수리조건과 시간변화에 따른 하상고의 변화를 측정하였다. 그리고 측정된 하상고 자료로부터 시간별 최대세굴심의 크기를 산정하여 분석하였다. 그 결과 세굴심의 상류부 경사는 일정한 값으로 유지되었고, 최대세굴심과 세굴공 길이, 최대세굴심 발생거리는 시간변화에 따라 증가폭이 점차적으로 감소하였다. 또한 세굴심의 시간변화식의 기울기와 경계지점에서의 수심평균 상대난류강도값과의 관계를 분석하였다. 세굴공 내에서는 하상근처에서 후류가 발생하고, 수심방향으로 유속편차가 극심하게 증가하는 분리전단층이 발생하였다. 본 연구에서 분석된 최대세굴심의 시간적 변화양상과 세굴심 내부에서 발생하는 흐름 및 난류강도 분포특성을 보다 면밀히 분석하여 세굴심의 발달에 영향을 미치는 인자를 이용하여 향후 적절한 세굴심의 예측식을 개발할 수 있고, 최대세굴심을 저감할 수 있는 방안을 제안할 수 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.1601-1604
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• 2006

본 연구는 교각주위에 발생하는 국소 세굴의 특성을 파악하기 위해 세굴공의 형태, 범위, 최대세굴심의 특성을 분석하였으며, 이를 위한 교각 형태의 변화에 따른 교각주위의 국소세굴 변화 양상에 관한 실험을 수행 하였다. 정적세굴조건을 유지하면서 평형상태에 도달한 후 전형적인 세굴공의 형태는 교각전면부에서 반원이고, 교각후면부에서는 반타원의 형태를 나타내었으며, 교각형상으로 인한 상대세굴심은 마름모일 때 가장 크게 나타났다. 최대 세굴심은 흐름이 교각과 부딪쳐서 하강류가 발생하는 지점인 교각전면부에 발생되었다. 이는 하강류가 교각 전면부에 세굴공으로부터 하상물질을 세굴공 외부로 이송시키는 역할을 하기 때문으로 판단된다. 마지막으로 본 실험을 통해 교각 후면부의 하류구간에서 교각에 의해 교란된 물의 흐름의 영향으로 인한 세굴공의 형상을 분석하여 보면 세굴공의 경사가 후면부에서는 완만하게 형성되어 있었고, 하류구간에는 세굴공에서 침식, 이동된 토사가 퇴적되어 하상이 원 하상고보다 높게 형성된 것을 관찰할 수 있었다.

• Water for future
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• v.26 no.4
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• pp.107-115
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• 1993

The results of laboratory experiments on the clear-water local scour of cohesionless bed sediment at three types of the pier shape are presented. Based on the experimental data, the relative equilibrium depth of local scour is related to the pier shape, the geometric standard deviation of the bed material, the velocity ratio and the pier Froude number. The relative local scour depths were smallest ant the round-nosed pier and remarkably reduced at the non-uniform bed sediment, comparing with those at the uniform bed material. The effect of sediment grading on the local scour reduction was discussed and compared with Raudkivi and Ettema's experiments.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.14 no.6
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• pp.1349-1356
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• 1994

The results of laboratory experiments on the clear-water scour of cohesionless bed sediment for three types of pier shape were presented. According to the experimental data, the local scouring around the pier was initiated at $V/V_c=0.4{\sim}0.5$ and $Fr_p{\fallingdotseq}0.2$, and the relative local scour depths linearly increased with respect to the velocity ratio and the pier Froude number. The relative scour depth had the linear relationship with ${\tau}_r$ for ${\tau}_r$ < $10^{-4}$, but it tends to become constant for ${\tau}_r$ > $10^{-4}$, irrespective of ${\tau}_r$. And also the relative scour depths showed the close relationship with both the geometric standard deviation and the pier shape.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.98-98
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• 2011

중소규모 하천에서 많이 설치되어 있는 경사형보를 대상으로 하류부 세굴에 대한 수리모형실험과 수치모의를 통하여 경사형보 하류부 세굴특성과 세굴영향인자들에 대한 민감도 분석을 실시하였다. 수리모형실험은 폭 0.8m, 길이 20m의 가변경사 직선 개수로에서 1 : 2(H/L)경사를 가지는 경사형보의 높이, 월류수심, 하류부 수심 변화에 따른 최대 세굴심과 세굴길이의 변화를 관측하였고, 수치모의는 유사이동 모의가 가능한 3차원 수치모형인 FLOW-3D를 이용하여 경사형 보의 경사 변화에 따른 하류부 세굴특성을 모의하였다. 수리모형실험 결과 최대 세굴심 및 세굴길이에 가장 영향을 크게 미치는 인자는 월류고이며, 하류부 수심은 최대 세굴심과 세굴길이의 감소효과 뿐만 아니라 세굴공의 형상에도 영향을 미쳤다. 낙하류의 유입 각도가 예연보에 비하여 작은 경사보는 예연보에 비하여 수평방향 유속이 상대적으로 증가하여 세굴길이가 증가하였으며 이로 인하여 세굴공 하류부 천이영역의 사면경사가 상대적으로 완만하게 형성되었다. 세굴공의 상류부에 재순환 영역이 발생되어 천이영역에서 이송되는 유사의 최대세굴심 발생 위치에 퇴적되는 현상을 방해하며 세굴공의 모양은 완전히 발달된 이중(double) 세굴공을 생성하였으며, 특히 낙하류의 유입각도와 하류부 수위의 영향으로 하류수심($h_t$)과 낙차고(H)의 비($h_t/H$)가 1.0 미만인 경우에 이중(double) 세굴공이 발생하였다. 경사형보의 경사각 영향에 따른 하류부 세굴 영향은 3차원 수치모형을 이용하여 모의하였으며, 경사각을 1V/2H, 1V/3H, 1V/4H로 변화시키며 수치모의를 수행하였다. 수치모의 결과 경사각이 증가할수록 최대 세굴심은 증가하는 경향을 보이고 그에 따른 증가율은 감소하였다. 보 높이, 월류고, 하류부 수심, 경사각 변화에 따른 세굴심의 변화는 상대민감도 방법을 이용하여 비교하였으며 주요 영향인자에 대한 민감도비는 월류고가 보 하류부 세굴에 가장 큰 영향을 미치고, 경사각, 보 높이, 하류부 수심 순이다. 특히 보 하류부의 수심은 음의 민감도를 보이며, 이는 보 하류부 수심이 증가할수록 세굴심이 감소하는 것을 의미한다. 추후 보완 실험 및 수치모의를 추가 활용한다면, 경사형보 하류부 물받이 및 하상보호공 설계를 위한 정량적인 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.17 no.2
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• pp.106-118
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• 2005

It is well-known that when pipelines are positioned on a sandy seabed, they have a tendency to bury themselves. This paper presents the results of an experimental investigation on the characteristics of the local scour around the submarine imbeded pipelines exposed to waves. Scour depths were measured according to the imbedment ratios of the pipelines. The results indicated that the effect of lee-wake of the pipe is the key element in the scour process of the submarine imbeded pipelines. In general, scour depths are smaller as the imbedment ratios are larger. Using the experimental results, the relative scour depths are related to Keulegan -Carpenter number and modified Ursell number, and the empirical equations are established. These equations show that the relative scour depths are proportional to above two parameters and the scour region is extended as Keulegan-Carpenter number and modified Ursell number are larger.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.15 no.3
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• pp.176-185
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• 2003

In order to ensure that submarine pipelines are stable and functional during their project lives, attention must be paid to possibility of their local scouring. When a pipeline is placed on an erodible bed, scour will develop and cause the spanning of the pipeline. U they were destroyed partially or fully, it might cause enormous restoration expenses and contamination of sea water. This paper aims at examining the characteristics of the scour End the prediction of the local scour depths around the submarine pipelines. The pipelines on the model beach with the uniform slope are placed, and the local scour depths around the pipelines are obtained according to the various wave steepnesses. Using the experimental results, some parameters needed for analyses are calculated. Finally, empirical equations of the scour depth around the pipelines are suggested through the correlation analyses between the rotative scour depth. the KC number and Modified Ursell number.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.24 no.2
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• pp.128-137
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• 2012

This paper deals with the local scour around a pipeline exposed to combined waves and current in the shallow water zone. To investigate the characteristics of the scour around a pipeline on the sea bed, experiments were performed according to the various pipe diameters, wave periods, wave heights, and current velocities. Wave generator and current generator were used for the experiments. Two current directions were used ; co-direction and counter direction to the waves. With the experimental results, the correlations between the scour depths and non-dimensional parameters such as Keulegan-Carpenter number(KC), Froude number(Fr), Ursell number(Ur) and velocity ratio were analysed. The relative scour depths were found obviously to be dominated by the wave component when the velocity ratio function approaches zero and those are gorverned by the current component when the velocity ratio approaches unity. Velocity ratio function was approved to be a proper parameter which is able to express the change of the scour in the combined wave and current zone. Also considering the orbital velocity and the current velocity into Fr numer and KC number respectively, scour depths show more favorable correlationship with the parameters.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.21 no.6
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• pp.470-479
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• 2009

The local scour in waves can be thought of as very complex synthetic processes which is influenced by geology of bed material, bed flow in the sea and hydraulics condition. The most research until now be targeted at the scour depth and therefore the local scour width in waves has not been investigated as well. The size of wave or bottom velocity at the bed is direct cause of the local scour among lots of the scour effect factors, and the scour depth and width can be estimated through interrelationship analysis with scour area to use the dimensionless parameters including these such as Keulegan-Carpenter number, Ursell number etc. In this paper, to find out closely relation with the dimensionless parameters and scour width, performed an experiment with the variations of pipe diameters, wave heights and wave periods and then analyzed it. As the result, while Reynolds number and period parameter were seen to disperse local scour width largely, Shields number, KC number and Ursell number appeared good interrelationship. Specially, Shields number doesn't much affect the scour depth but has good relation for the scour width.