서양 수학이 조선에 전입된 과정과 그 영향을 연구한다. 초기 과정은 최석정(崔錫鼎)$(1645\sim1715)$의 구수약(九數略), 홍정하(洪正夏)$(1684\sim?)$의 구일집(九一集), 중기 과정은 황윤석(黃胤錫)$(1719\sim1791)$의 이수신편(理藪新編), 홍대용(洪大容)$(1731\sim1781)$의 주해수용(籌解需用)을 통하여 조사한다. 서양 수학은 시헌력(時憲曆)의 도입과 함께 천문학의 연구를 위하여 도입되었다. 수리정온(數理精蘊)을 가장 잘 이해한 학산(鶴山) 초부(樵夫)의 수리정온보해(數理精蘊補解)(1730?)를 연구하고 서양 수학을 구조적으로 이해한 19세기의 이상혁(李尙爀)$(1810\sim?)$, 남병길(南秉吉)$(1820\sim1869)$을 연구한다.
17세기에 서양 수학이 조선에 들어온 이래 조선에 가장 큰 영향을 끼친 산서는 수리정온(數理精蘊)이었다. 19세기 말 조선에서 신교육이 시작되면서 수리정온(數理精蘊)이후의 서양 수학을 가르치게 되었다. 이 때 일본을 거쳐서 들어온 서양 수학은 주로 교과서로 나타난다. 이 논문은 독립 운동가로 잘 알려진 이상설(李相卨)의 저서인 수리(數理)를 조사하여 19세기 말 선교사를 통하여 서양 수학이 조선에 전해지는 과정을 알아본다. 특히 이상설(李相卨)이 조선 산학의 대수학 분야에서 중요한 변화와 발전을 이루어 낸 것을 밝혀낸다.
항만 및 어항 구조물을 구성하는 다양한 해안구조물은 파랑의 천수효과, 굴절, 회절, 부분반사, 해저마찰, 쇄파의 영향 등을 고려해야하며 파고 및 파향 등의 해양특성의 검토가 반드시 이루어져야 한다. 실제의 해양파가 방향스펙트럼을 갖는 다방향 불규칙파라는 것은 잘 알려져 있으며, 기존의 해안구조물의 내파설계 또는 천해역의 파랑변형 검토에 있어서도 실제 해양파에 보다 가까운 다방향 불규칙파를 이용한 수리모형실험에 의해 파랑현상을 정도 높게 재현하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 실제 해양파를 정도 높게 재현할 수 있는 다방향 불규칙파 조파장치를 사용하여 구조물 전면해역에서의 파랑스펙트럼을 재현하고, 심해에서 발달된 파랑이 천해로 진행될 때 지형에 의해 발생되는 천수변형과 구조물 주위에서 나타나는 파랑변형의 현상을 고려하여 항내로 유입되는 파랑의 분포 특성을 검토하였다. 특히, 다방향 불규칙파로 인한 항내 파고분포 특성을 검토하기 위하여 동일 파랑에 대한 규칙파 및 불규칙파랑을 조파하여 그 결과를 상호 비교하였다. 아울러, 정온수역유지를 위한 월파현상을 수리적으로 재현할 수 있는 3차원 수리모형실험 수행하여 월파현상이 항내정온도에 미치는 영향을 고찰, 해석하여 항만 시설물 계획시 안정한 정박 및 이용에 대한 가능한 정온유지여부를 검토하였다.
국내에서 소규모 어항의 재개발에 관광객 유치를 위한 친환경적인 기술의 적용이 본격화되고 있다. 항내수질 개선이라는 목적 하에서 외곽시설인 방파제의 선택은 항내 정온과 제체 안정성의 확보가 전제되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 친환경방파제인 슬릿방파제의 수리특성을 파악하기 위한 수리모형실험을 수행하고 그 결과를 이용하여 파랑변형 및 유동 실험을 수행하였다. 현장 적용성 확인을 위하여 선정된 구조라항은 우리나라 남해의 소규모 어항으로, SSE, S, SSW파향에 영향을 받는 지역으로, 슬릿방파제를 적용한 결과 제체안정성과 항내 정온도가 확보되는 것으로 나타났다. 이는 슬릿방파제의 특징으로 장주기파의 통과율이 뛰어나다는 점과 소파효과라는 1차적인 목적과 항만 및 연안수역에서 해수교환의 향상이라는 2차적인 목적을 동시에 만족하는 것으로 나타났다.
연안역의 파랑을 효율적으로 제어하고 경제적으로 유리한 구조물로서 다원주 파일군을 제안하고, 이 구조물의 수리학적 특성을 검토하기 위해 3차원 수리모형실험을 수행하였다. 이 실험에서는 콘크리트를 사용한 기존의 파제제와 아크릴로 제작된 다원주 파일 형태를 이용한 구조물을 동일 평면배치 상에서 파고분석을 통해 파랑제어 및 항내 정온도 향상 여부를 분석하였다. 결과적으로 동일 평면배치 상에서의 항내 정온도 효과는 파제제 설치 > 교차 배열 다원주 파일군 설치 > 정방형 배열 다원주 파일군 설치 순으로 나타났다.
현재 국내에서는 단주기파의 항내에서의 다중반사를 고려할 수 있는 항내정온도 모형으로 Copeland(1985)의 모형을 개선한 한국해양연구소의 수치모형(한국해양연구소, 1987)과 Maruyama와 Kajima(1985)의 수치모형이 사용되고 있다. 이 수치모형들은 반무한방파제 후면의 회절이나 이안제 후면의 회절 등에 대해서는 수리실험이나 이론해와 비교되었으나 항만과 같이 다중반사가 발생하는 풍우에 대해서는 비교ㆍ검증이 부족하였다. (중략)
방파제는 항만계획에 있어서 항만을 구성하는 요소 중 가장 대표적인 요소이다. 방파제의 근본적인 목적은 외해로부터 내습하는 파랑의 에너지를 차단하여 정온한 수역을 확보함으로써 어민의 안전과 생찰터전을 보호하는 데 그 목적이 있다. 하지만, 이렇게 조성된 항내 정온수역은 항 입구를 제외한 항내ㆍ외를 완전히 차단시킴으로써 항내ㆍ외의 해수순환 기능이 크게 저하되어 항내 수질오염의 주원인이 되고 있는 실정이다. (중략)
최근 어항에도 친환경항만을 건설하기 위한 노력이 국제적으로 확산되고 있으며, 우리나라에서도 어항의 정비 및 재개발부분에서 적극적으로 수질개선을 위한 기술 적용이 본격화 되고 있다. 본 연구는 우리나라 남해의 소규모 어항 및 해수욕장에 슬릿형 해안 구조물이 시공된 실해역의 실측자료와 수치해석을 통해 현장적용성의 분석을 수행하였다. 수치실험으로는 파랑작용 평형방정식을 이용하는 SWAN 모델을 구성하고 수리모형실험에서 분석된 실린더 슬릿형 방파제의 반사와 투과계수를 모텔에 도입하였다. 수치실험은 한국해양연구원의 전해역 심해설계파 추정 보고서 II (2005)중의 심해설계파 제원을 사용하였으며, 대상해역의 1970년~2006년 (37년간) 관측된 연최대 풍속자료를 이용하여 모델에 반영하였다. 설리항에서 S, SSE, SE계열의 파랑의 내습에 대한 분석을 수행하였으며, 그 결과 구조물이 항내에서 정온도가 유지되며 해수순환에도 이점이 있음을 현장관측 자료분석과 수치실험결과를 통하여 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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