• 한국방재학회 논문집
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• 제7권5호
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• pp.187-197
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• 2007

연안 구조물을 보호하기 위한 대책의 하나인 수중 구조물의 성능을 검토하기 위하여 수리모형실험을 수행하였다. 기존의 연구에서 효율이 가장 좋은 것으로 알려진 직사각형 형태의 수중 구조물을 사석 경사식 방파제 전면에 설치한 후 다양한 유의파고, 유의주기 및 수중 구조물의 높이에 대하여 반사율과 사석 경사식 방파제 전면에서의 처오름 높이를 도출하였다. 본 연구결과, 반사계수는 유의파고보다 유의주기에 대해 상대적으로 더 큰 영향을 받음을 알 수 있었다. 수중 구조물로 인한 파의 차단 및 쇄파 발생으로 인하여 사석 경사식 방파제 전면에서의 처오름 높이는 ${^{RU}}_{2%}$를 이용하여 계산하면 대략 28% 정도 감소하였고 ${^{RU}}_{33%}$로 계산할 경우 약 26%정도 감소됨을 확인하였다. 전반적으로 반사율이 증가함에 따라 처오름 높이는 증가하는 경향을 보였고, 수중구조물의 높이가 높을수록 반사율은 증가하지만 방파제로 인한 반사파가 수중구조물에 의해 재반사 되므로 결과적으로 처오름 높이는 그다지 감소하지 않음을 보였다. 그러므로 수중 구조물을 설계 및 설치 시 다양한 측면에서 경제성이나 효율성을 충분히 고려할 필요가 있다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제3권4호
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• pp.217-222
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• 1991

동해안 방파제의 대표적 단면형태인 투수성 사석방파제에서 cap concrete의 형상의 파랑의 투과 및 쇄파에 미치는 효과를 구명하기 위하여 3가지 형태의 상부구조물에 대하여 항내 전달파고에 관한 모형실험을 2차원 조파수조에서 실시하였다. 실험결과, 제방전면 수심이 크고 입사파 주조가 길수록 항측에 일정간격의 apron을 설치한 유공의 경우 항측에 apron을 설치한 무공의 경우, 그리고 apron이 없는 무공의 경우 순으로 항내전달 파고의 감소효과가 우수한 것으로 나타났다. Apron을 설치한 유공 cap concrete 구조가 우수한 것을 수평방향으로 투과되거나 월파되는 파랑에너지가 상부구조물에 설치된 소산공과 apron에 의해 일부 유실되어 항쪽으로 전달되는 에너지가 감소하기 때문이다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제32권1호
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• pp.55-68
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• 2020

너울이 우세한 온화한 해양환경에서 출현하는 beach cusp에서의 경계층 streaming 수리특성을 살펴보기 위해 edge waves의 천수 과정을 수치 모의하였다. Beach cusp을 유지하는 것으로 알려진 synchronous edge waves는 같은 주기와 파고를 지니는 두 개의 Cnoidal wave가 전면해역에서 비스듬히 조우 되도록 조파하여 재현하였다. Beach cusp의 진폭 A_B과 파장 L_B은 맹방 해변에서 수행된 관측결과를 토대로 각각 1.25 m, 18 m로 선정하였다. 모의결과 천수 각 단계에서 예외 없이 경계층 streaming을 관측할 수 있었으며 최대 경계층 streaming은 사주 정점에서 발생하였다. 주기가 가장 짧은 RUN 1의 경우 그 세기는 약 0.32 m/s 내외에 분포하며 이러한 수치는 free stream 유속 u_∞ 진폭의 두 배에 달하는 것으로 wave Reynolds 응력에 기반한 Longuet-Higgins(1957)의 해석 해와는 상당한 차이를 보였다. 수치 모의과정에서 온화한 해양환경에서 해빈이 복원되는 과정을 특정할 수 있었으며 이 과정을 정리하면 다음과 같다: 너울로 구성된 파랑 무리에서 성분 파랑 간의 공진성 상호작용으로 생성된 외 중력파가 쇄파선 인근에 도달하는 경우 중력으로 인한 가속이 더해진 Phase II 파랑 궤도 운동으로 수면 가까이 상승한 많은 모래가 쇄파 시 발생하는 파 마루로부터 시작된 up-rush에 의해 전 빈 정점 가까이 이동하며 이 과정에서 발생하는 침투로 인해 퇴적되는 것으로 모의 되었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제29권3호
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• pp.139-146
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• 2017

해안선 변동을 제어하기 위해 설치되는 잠제의 효과를 이해하기 위해 해안선과 평행한 단일 잠제 주변 연안의 흐름변화 특성을 수리실험을 통해 연구하였다. 잠제와 입사파 파라미터에 따른 잠제 후면의 흐름패턴을 관측하기 위해 LSPIV(Large-Scale Particle Image Velocimetry) 이미지 분석 기법을 적용하였고, 잠제 주변의 역학적 특성을 파악하기 위해 평균수면 및 파고분포를 관측하였다. 수리실험을 통해 흐름패턴은 잠제에 의한 파고(파랑응력) 분포변화와 그에 따라 발달하는 잠제 후면과 측면 쇄파유도류 및 평균수면상승효과의 상호작용에 의해 변화됨을 알 수 있었다. 잠제 주변의 분기 또는 수렴하는 흐름패턴에 따라 각각 해안선 변동을 침식 또는 퇴적반응으로 구분하는 Ranasinghe et al.(2010)의 경험식과 수리실험 결과를 비교하여, 전반적으로 경험식에 부합하는 흐름패턴을 확인할 수 있었다. 그러나 일부 실험결과에서 기존의 경험식을 적용하여 구분하기 어려운 침식과 퇴적이 혼재된 반응을 유도하는 흐름패턴도 관찰할 수 있었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제28권6호
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• pp.332-349
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• 2016

OLAFOAM은 파동역학의 시뮬레이션을 위하여 $OpenFOAM^{(R)}$을 확장한 강력한 CFD코드이며, $OpenFOAM^{(R)}$은 다양한 분야에서 각각 수치계산의 목적에 대응할 수 있도록 많은 Solver를 제공하고 있다. OLAFOAM의 기본방정식은 VARANS식에 기초하고, 수치기법으로는 유한체적법을 적용하며, 프로그램은 C++로 코딩되어 Linux운영체제에서 실행된다. 본 연구는 OLAFOAM을 이용하여 먼저 1) 단파와 규칙파하 투과성구조물에서 파의 변형, 2) 규칙파하 잠제에 의한 파의 변형 및 3) 흐름하 규칙파의 변형과 연직유속분포에 대해 기존의 각 실험결과와 비교 검토하여 OLAFOAM의 타당성을 검증하였다. 이로부터 지금까지 거의 검토되지 않은 규칙파와 흐름의 공존장에 설치된 투과성잠제에 대해 배후경사면을 불투과성 혹은 투과성으로 고려한 경우 흐름방향 등의 변화에 따른 잠제 주변에서 수위, 파고, 주파수스펙트럼, 쇄파, 평균유속 및 난류운동에너지 등의 변동특성을 면밀히 검토하였다. 결과로부터 흐름방향(순방향과 역방향)에 따른 파고변화는 난류운동에너지와 밀접한 관계를 가지는 것 등을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.125-134
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• 1989

해안방재(海岸防災)의 새로운 공법(工法)으로 인공 모래톱(artificial reef)를 설치(設置)하여 해빈海浜)의 안정성(安定性)을 유지(維持)하고 해안(海岸)을 이용(利用)하자는 구상(構想)으로부터, 본논문(本論文)은 해안수리학적(海岸水理學的)인 관점(觀點)에서 인공(人工) reef의 특성(特性)을 밝히고 있다. 인공(人工) reef 선단(先端)에서 강제쇄파(强制碎波)에 의한 쇄파후(碎波後)의 파고변화(波高變化)을 예측(豫測)하는 model을 확립(確立)하고, 인공(人工) reef상(上)에서 파랑예측(波浪豫測)의 방법중(方法中) 파별해석법(波別解析法)의 타당성(妥當性)을 입증(立證)했다. 동시(同時)에 규칙파(規則波)와 불규칙파(不規則波)를 이용(利用)하여 월파량(越波量) 산정(算定)에 관한 weir model의 적용성(適用性)을 검증(檢證)하고, 월파량(越波量) 산정(算定)에 있어서 파별해석법(波別解析法)을 적용(適用)하여, 인공(人工) reef의 설치(設置)로 인한 월파량(越波量) 저감효과(低減效果)를 수치계산(數値計算)과 실험(實驗)에 의해서 밝혔다.

• 물과 미래
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• 제27권2호
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• pp.73-83
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• 1994

확산현상, 표사유동 및 인간의 여러 활동이 실제 연안해역에서 일어나므로 연안해역 해수운동의 물리적 특성을 파악하고 해석하는 것은 중요한 의미를 지닌다. 본 연구에서는 연안해역에서의 파랑변형과 평균해수위 변동 그리고 연안유속 분포양상에 대해 여러 인자들이 미치는 영향을 2차원 유한차분 모형(ADI, Up-wind)을 이용하여 분석하였다. 계산결과로는 수치모형을 해저경사가 일정한 2차원 지형에 적용하여 해저경사, 입사파고, 파향각, 파주기, 마찰계수 및 수평확산계수가 연안해역 특히 쇄파대내에서 파랑변형, 평균해수위 변동 및 연안유속 분포에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국측량학회지
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• 제8권2호
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• pp.9-16
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• 1990

본 논문은 해안에 건설된 해안 구조물에 의한 해안선 번형에 관한 연구이다. 해안선 변형을 예측하는 방법에는 경험적인 방법, 수리모형방법 및 수치방법 등이 있다. 이 중에서 수치모형방법이 측지분야에서는 가장 적합하다. 예측 모델은 여러 가지가 있다. 본 연구는 수리학적 인자가 적고, 자연현상을 단순화 시킬 수 있는 해안선 모델을 채택하였다. 본 연구는 우선 이상적인 안벽 경계 조건을 설정하고, 동해안의 동산항에 개략 모델과 엄밀 모델을 적용하였다. 그 결과 해안선 변형 모델은 안벽의 최적 위치를 예측할 수 있었으며, 안벽은 파의 입사각이 20$^\circ$이하인 해안을 보호할 수 있었으며 파고와 쇄파대의 비는 해안선 변형에 영향을 미치지 않았다. 또한 엄밀 모델은 정확하나 장기 변형의 예측이 불가능하였고, 개략법은 그와 반대였다.

• 한국해양공학회지
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• 제31권2호
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• pp.130-140
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• 2017

Typically, a submerged breakwater is one of the good scene-friendly coastal structures used to reduce wave energy and coastal erosion. However, sometimes, a submerged breakwater also has a negative aspect in that a strong rip current occurring around an open inlet due to a difference in mean water levels on the front and rear sides of the structure leads to scouring. Such scouring has a bad effect on its stability. In order to eliminate this kind of demerit, this study investigated four new types of submerged breakwaters with drainage channels. First, hydraulic experiments were performed the typical and new structures. Then, the wave height and mean water level distributions around the structures were examined using the experimental results. Finally, it was revealed that the new type of submerged breakwater could efficiently reduce the mean water level on its rear side. In particular, in the case of new-type submerged breakwater 2, an average reduction efficiency of 71.2% for the difference between the mean water levels at the front and rear sides was shown in comparison with the typical one.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.159-166
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• 2004

바다와 육지의 경계에 있는 해변은 매우 동적인 해역으로 여기에 해수의 운동이 퇴적물, 육지의 바위 또는 인공구조물과 상호 작용한다. 심한 태풍이나 폭풍이 야기한 파랑의 영향으로부터 해변의 침식을 막거나 지연시키기 위해 영구적인 구조물을 설치하지만 해양경관을 해침은 물론 이의 파급효과로 또 다른 침식현상이 일어나기도 한다. 파가 부숴지는 쇄파대와 쇄파선 밖의 외해에서 표사의 이동 및 침식을 가속시키는 관련 에너지를 고려할 때에는 파고 및 파의 주기를 고려하여야 한다. 본 연구에서는 이러한 부차적인 영향을 나타내지 않으면서 파력을 줄일 수 있는 해저 구조물로 인공 Bio-reef를 도입하고 이를 통한 해양생태계의 복원의 예와 아울러 수치모델을 도입하여 가장 근원이 되는 파랑의 저감효과를 분석하여 적용가능성을 제시하고자 하였다. 해변을 보호하기 위한 새로운 기술은 인공적 및 자연적 켈프 또는 해양식물을 식생시킨 해저리프에 의한다. 연안리프의 형상을 공학적으로 접근하여 각각의 파랑저감력을 최적화할 수 있다 높고 넓은 긴 인공 리프는 파랑에너지를 막을 수 있는 좋은 장벽이 되나 공사재료의 양, 항해위험, 건설방법 및 다른 인자에서 리프의 전체 설계에 대해 공학적인 고려가 필요하다.