• Proceedings of the Korean Society of Coastal and Ocean Engineers Conference
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• 1993.07a
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• pp.26-28
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• 1993

해안구조물의 설치나 해안환경 문제를 다룰때 가장 필수적인 것이 그 지역에서의 정확한 파랑자료이다. 파랑은 천해로 전파해 옴에 따라 수심 및 지형변화로 인한 회절 및 굴절을 겪으면서 변하게 되므로 복잡한 지형을 가진 해안에서의 정확한 파랑계산은 용이한 일이 아니다. 이러한 파랑변형에 대한 연구는 Berkhoff(1972)가 완경사방정식을 발표한 후 큰 진전을 보이게되는데 이로 인해 종래 개별적으로 다루던 굴절과 회절을 함께 취급할 수 있게 되고 파향선이 교차할때 생기는 불합리한 에너지의 집중(caustics)을 해결할 수 있게 되었다. (중략)

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.18 no.4
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• pp.308-320
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• 2006

An analytic solution to the mild-slope equation is derived for waves propagating over an axi-symmetric pit. The water depth inside the pit varies in proportion to a power of radial distance from the pit center. The governing equation is transformed into ordinary differential equations by using separation of variables, and the coefficients of the equations are transformed into explicit forms by using Hunt's (1979) approximate solution. Finally, by using the Frobenius series, the analytic solution is derived. Due to the feature of Hunt's equation, the present analytic solution is accurate in shallow and deep waters, while it is less accurate in intermediate depth water. The validity of the analytic solution is demonstrated by comparison with numerical solutions. The analytic solution is also used to examine the effects of pit geometry and relative depth on wave transformation.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.15 no.3
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• pp.159-166
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• 2003

In this study, we develop a finite element model to directly solve the Laplace equation while keeping the same computational efficiency as the models based on the extended mild-slope equation which has been widely used for calculation of wave transformation in shallow water. For this, the computational domain is discretized into finite elements with a single layer in the vertical direction. The velocity potential in the element is then expressed in terms of the potentials at the nodes located at water surface, and the Galerkin method is used to construct the numerical model. A common shape function is adopted in horizontal direction, and the cosine hyperbolic function in vertical direction, which describes the vertical behavior of progressive waves. The model was developed for vertical two-dimensional problems. In order to verify the developed model, it is applied to vertical two-dimensional problems of wave reflection and transmission. It is shown that the present finite element model is comparable to the models based on extended mild-slope equations in both computational efficiency and accuracy.

• Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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• v.8 no.1
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• pp.133-138
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• 2008

To analyze incident waves traveling from the deep ocean is very important in that it is based on resolving problems occurred in coastal areas. In general, numerical models and analytical solutions are used to analyze wave transformation. Although a numerical model can be applied to various bottoms and wave conditions, it may have some cumbersome numerical errors. On the other hand, an analytical solution has an advantage of obtaining the solution quickly and accurately without numerical errors. The analytical solution can, however, be utilized only for specific conditions. In this study, the analytical solution of the mild-slope equation has been developed. It can be applied to various conditions combing a numerical technique and an analytical approach while minimizing the numerical errors. As a result of comparing the obtained solutions in this study with those of the previously developed numerical model, A good agreement was observed.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.613-618
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• 2008

본 연구에서는 개수로 마찰흐름 특성에 관한 연구로서 유량조사사업단(2006)의 우리나라 3대강 유역 하천자료와 미국의 Colorado지역 록키산맥 하천 관측자료를 통하여 개수로의 흐름특성을 집중적으로 검토하였다. 개수로 설계에 있어 수로의 흐름해석 및 마찰계수의 정확한 산정은 수로설계의 근간이 된다. 하지만 일반적으로 사용하고 있는 Manning(1889)식은 개수로 흐름특성을 판단하기에 너무 단순하여 상이한 결과를 보임에도 불구하고 단순성에 기인하여 사용되는 것으로 판단된다. Bazin(1865)과 Varwick(1945)의 개수로 실험결과를 보면 Nikuradse(1933)의 원형관수로 실험결과와 마찬가지로 층류, 천이층류, 완난류, 천이난류, 전난류 등 다섯 가지의 흐름특성이 존재함을 알 수 있다. 또한, 개수로 마찰계수의 특성변화를 보면 조고 또는 조도가 증가함에 따라 마찰계수가 상향으로 평행 이동하는 것을 볼 수 있다. 실험결과로부터 확인되는 이러한 흐름 특성이 현장에서도 분명히 나타날 것으로 판단하며 이러한 가설에 근거하여 각 하천의 관측자료를 분석하였다. 유량조사사업단의 우리나라 3대강 유역 하천 관측자료(2006)를 레이놀즈수의 함수인 완난류 흐름으로 전제하고 물의 기본적인 성질과 하천의 경사, 수심, 조고 등의 영향을 고려한 무차원수를 도입하여 마찰계수의 2차적인 분포특성을 파악하고자 하였다. 하지만 관측된 자료로부터 무차원수를 도입하여 산정된 마찰계수분포를 보면 마찰계수가 급격히 증가하고 추정된 유속과 관측된 유속을 비교하면 추정된 유속이 산개되는 경향이 나타났다. 이러한 문제점은 유량관측시 관측지점의 수면경사 및 하상경사의 미관측으로 하천정비기본계획상에 제시된 지형으로부터 하상경사를 추정하여 마찰계수와 유속을 산정하였다. 또한 하천정비기본계획상에 제시된 Manning의 조도계수를 이용하여 Ganguillet&Kutter(1869) 산정식과 Manning(1889) 산정식으로 부터 유속을 산정한 결과 오차가 크게 발생한 것을 확인하였으며, 실제 관측자료에 적합하도록 조도계수를 재 산정하였다. 논문의 분량 제한상 분석과정은 추후 논문에 제시하기로 하고 분석결과와 수위관측에서의 문제점을 제시하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.841-845
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• 2007

낙차공(drop structure)은 치수목적의 하천정비를 위한 주요 수공구조물이다. 하지만 국내외적으로 환경을 고려한 하천공법이 요구되면서 고낙차로 인해 발생하는 수중생물의 단절은 기존 낙차공의 큰 문제로 대두되었다. 이에 기존 고낙차를 이용한 낙차공 보다는 완만한 경사를 가지는 낙차공을 설치함으로써 기존 낙차공에 의해 단절되었던 어류의 이동통로로서의 역할과 주변 경관개선을 위해 설치하고 있는 구조물이 필요하였다. 본 연구는 위와 같은 필요성에서 시작되었으며 완경사 낙차공을 경사형 낙차공이라 정의하고 조건에 따른 흐름특성을 수리실험을 통해 분석하였다. 연구내용은 경사형 낙차공의 경사조건과 하상재료의 입경에 따라 발생하는 에너지 소산에 따른 효율과 구조물 하류부 도수현상에 대한 것으로 이를 통해 경사형 낙차공 조건에 따른 흐름특성을 파악하였다. 수리실험은 폭 0.6m, 길이 20.0m 인 가변경사수로에서 수행하였으며, 하상재료는 크기에 따라 2가지 입경(16mm, 25mm)의 재료를 선정하였고, 구조물 경사에 대해 각각 1V:2H, 1V:3H, 1V:4H, 1V:6H의 경사도를 가지는 모형을 제작하여 실험을 수행하였다. 유량조건 및 도수발생위치는 유입부 수위에 따라 단계별로 4가지 수위조건을 만족시키는 유량을 통수하였고, 하류부 수위를 조절하여 도수위치를 조절하여 유입부(1), 낙차공부(5), 사류부(1), 하류부(1)에 대하여 총 8개 지점을 선정하여 수위$(y_n)$ 및 유속(V), 도수길이(Lr), 도수발생거리(Lj) 등을 측정하였다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.6 no.4
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• pp.389-396
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• 1994

We analyze existing time-dependent mild-slope equations, which were developed by Smith and Sprinks (1975) (or, equivalently, Radder and Dingemans (1985)) and Kubo et al. (1992), in terms of the dispersion relation and energy transport. One-dimensionally in the horizontal direction, we compare the modulation of wave amplitudes for the time-dependent mild-slope equations against the linear Scrodinger equation. In view of the dispersion relation and modulation of wave amplitudes, Smith and Sprinks' model is more accurate in shallower water (kh$\leq$0.2$\pi$) and satisfies the linear Scrodinger equation in very shallow water (kh>0.2$\pi$) and satisfies the linear Scrodinger equation at a point of intermediate water depth (kh=0.3$\pi$). In view of the energy transport, Kubo et al.'s model is more accurate but yields singular solutions at some higher frequency range.

• Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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• v.3 no.1
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• pp.35-43
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• 2000

The slope gradient of the Korean Peninsula was analyzed by using DEM(DTED level 1). The Peninsula has high percentages of gentle slopes. But low plains and very steep slope regions are scarcely distributed in the Peninsula. Altitude lower than 150m areas are composed of plains and undulated plains. The steepest and most rugged topographies are observed in the range of altitude from 500m to 1,000m areas. The areas of altitude greater than 1,000m show plateau landscapes. By overlapping digital geology maps and the gradient grade maps, We revealed the characteristics of slope regions by geological districts. High latitude with steep slope are well developed in the geological districts of granitic gneiss(ARgr) and gneiss($PR_1$) of the Pre-Cambrian, sandstone of the Paleozoic era(P-T), and sedimentary rocks of the Mesozoic era($J_2$). Low altitude with gentle slope areas are representative in the districts of granite of the Mesozoic era($Jgr_1$), the Cretaceous sedimentary rocks of the Mesozoic era($K_1$, $K_2$) and the Cenozoic strata(N). Basalt extruded the Quaternary($Q_1$) are observed in the areas of very gentle slope but greater than 1,000m altitude.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.6 no.3
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• pp.281-289
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• 1994

An equation set of nonlinear model for regular/irregular waves presented in this study can be applied to waves travelling from deep water to shallow water, which is different from the Boussinesq equations. The presented equations completely satisfy the linear dispersion relationship and when expanded, they are proven to be consistent with the Boussinesq equation of several types. In addition, the position of averaged velocity below the still water level is estimated based on the linear wave theory.

• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.20 no.6 s.73
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• pp.61-66
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• 2006

Two iterative solvers are applied to solve the modified mild slope equation. The elliptic formulation of the governing equation is selected for numerical treatment because it is partly suited for complex wave fields, like those encountered inside harbors. The requirement that the computational model should be capable of dealing with a large problem domain is addressed by implementing and testing two iterative solvers, which are based on the Stabilized Bi-Conjugate Gradient Method (BiCGSTAB) and Generalized Conjugate Gradient Method (GCGM). The characteristics of the solvers are compared, using the results for Berkhoff's shoal test, used widely as a benchmark in coastal modeling. It is shown that the GCGM algorithm has a better convergence rate than BiCGSTAB, and preconditioning of these algorithms gives more than half a reduction of computational cost.