• 한국해안해양공학회지
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• 제19권6호
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• pp.606-613
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• 2007

본 연구에서는 2차원 수리모형실험을 통해 직립 구조물에 의한 권파와 이로 인해 발생하는 처오름과 월파 유속장을 측정하고, 그 결과를 이용하여 월파의 속도분포를 위한 경험식을 구하였다. 구조물 주위에서의 쇄파에 의한 월파는 넓은 기포화된 지역을 형성하며 다위상 상태가 된다. 이와 같은 구조물 주위에서의 처오름과 월파흐름의 유속을 측정하기 위하여 PIV(particle image velocimetry)기법을 사용하였으며, 기포화된 흐름영역은 PIV기법의 변형된 기법을 고안하여 측정하였다. 두 기법을 이용하여 측정된 유속장으로부터 구조물 주위에서의 3가지의 주된 위상인 쇄파, 처오름 그리고 월파의 최고유속을 알 수 있었다. 또한, 구조물의 상부로 월파된 유체흐름의 최대유속분포는 비선형적인 단면을 보여주고 시간별 최대유속은 주로 유체의 전면부에서 일어남이 관측되었다. 차원해석을 통해 무차원화된 유속분포로 부터 구조물 상단에서의 월파유속 분포가 유사단면을 갖는다는 것을 확인하였으며, 이를 이용하여 월파의 유속분포를 위한 실험적 경험식을 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.592-596
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• 2007

본 연구에서는 구조물 전면에서 발생하는 권파와 그 이후 발생하는 처오름과 월파의 유속장을 계측하기 위하여 수리모형실험을 실시하였으며, 실험결과를 이용하여 월파의 유속분포를 나타내는 경험식을 제안하였다. 구조물 전면에서 내습파랑이 쇄파된 이후, 구조물을 월파하는 동안에 유체의 흐름은 넓은 연행기포의 지역을 형성하며 다위상(multiphase)상태가 된다. 쇄파에 의한 구조물 주위에서의 유체흐름 중 연행기포가 없는 영역의 유속 측정에는 입자화상유속계(particle image velocimetry, PIV)기법을, 연행기포 영역에서의 유속 측정에는 기포화상유속계(particle image velocimetry, BIV)기법을 적용하였다. 두 기법을 이용하여 측정된 유속장으로부터 구조물 주위에서의 쇄파, 처오름 및 월파시의 최대유속을 계측하였다. 구조물 위로 월파된 유체 흐름 분포는 비선형적인 특성을 보여주며, 시간별 최대유속은 주로 유체의 전면부에서 발생하는 것으로 나타났다. 또한 무차원화된 유속분포로부터 구조물 위에서의 월파시 유속분포가 자기상사성(self-similarity)을 갖는다는 것을 알 수 있었으며, 이를 이용하여 월파의 유속분포를 위한 실험적 경험식을 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.716-716
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• 2012

최근 항만구조물을 설계함에 있어 대수심 및 고파랑 지역에 설치되는 외곽시설의 상당수는 직립식 케이슨 혼성제 단면을 채택하고 있다. 이는 상대적으로 수심이 깊고, 설계파와 같은 외력 조건이 크기 때문에 경사제에 비하여 경제성 및 시공성이 유리하기 때문으로 판단된다. 그렇지만 아직까지 소규모 항만 및 어항시설에 있어 경사제를 채택하고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 경사식 구조물을 설계함에 있어 월파에 의한 방파제 배후 경사면에 피복된 피복재의 안정성을 검토하며, 실험사례를 통하여 최적 설계안 및 설계방향을 제시하고자 한다. 경사식 구조물 배후 사면 피복재의 안정 중량에 대해서는 우리나라의 항만 구조물의 설계기준(항만 및 어항설계기준, 2005) 뿐만 아니라 국외의 설계기준(CEM, Coastal engineering manual, 2005 등)에서도 아직까지 설계법을 제시하고 있지 않고 있다. 본 연구에서 수행한 단면 수리모형실험에서는 1/50의 실험축척을 적용하여 대상 외곽 구조물에 대하여 수리특성과 안정성을 검토하였다. 특히 경사제 배후의 안정성 확보를 위하려 동일 구간에 대하여 설계파 조건 등을 중심으로 총 9개의 실험안을 설정하여 안정성을 검토하였다. 아래 그림은 이중 초기 설계안과 최종적으로 제안된 제시안에 대한 완성모형, 실험장면 및 결과이다. 일반적으로 접안시설과 외곽시설이 어느 정도 이격되어 있어 적정량의 월파를 허용할 수 있는 경우 상치콘크리트의 형상 및 마루높이을 변경하여 월파의 낙하 및 도달거리를 배후면의 안정성을 확보할 수 있을 정도로 유도함으로써 안정적인 구조물 설계가 가능할 것으로 판단된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.1-6
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• 2016

수리실험을 통해 반파 구조물에 의한 월파 저감 효과를 정량적으로 분석하는 연구를 수행하였다. 원호 호안 및 경사 호안 모형에 대한 월파량을 계측하고 반파 구조물에 의한 월파량 저감 예측식과 비교하였다. 월파량이 비교적 많은 경우($q/{\sqrt{gH^3_s}}>10^{-3}$)에는 예측식과 실험 결과가 대체로 잘 일치하였으나, 월파량이 이보다 적은 경우에는 예측식과 실험의 편차가 크게 나타났다. 이러한 점을 고려하여 반파 구조물에 의한 월파 저감 효과를 보다 잘 예측할 수 있는 산정식을 개발할 필요가 있다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제34권2호
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• pp.27-36
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• 2022

파랑이 구조물과 만나게 되면 강한 처오름이 발생하게 되며, 이러한 처오름은 월파를 야기하게 된다. 월파에 의해 야기된 월파수괴에 의해 구조물 배후면에 강한 낙하파압이 작용하게 된다. 구조물 배후면의 포장체 등을 설계하기 위해서는 월파 등에 의한 낙하파압이 산정되어야 하지만 여전히 불명확한 부분이 있다. 본 연구에서는 경사식구조물을 대상으로 월파에 의한 낙하파압 계측을 위한 수리실험을 수행하였으며, 수리실험에서는 파랑조건, 여유고, 피복재 높이 및 파라펫의 유무에 따른 낙하파압의 변화를 계측하였다. 상치콘크리트에는 월파의 효과적인 저감을 위해 파라펫이 설치되기도 하지만, 파라펫 설치로 인해 배후면에 작용하는 낙하파압은 증가하는 것으로 검토되었다. 수행된 실험결과를 이용하여 경사식구조물의 상치콘트리트 배후면에 작용하는 최대 낙하파압을 산정할 수 있는 경험식을 제안하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제45권12호
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• pp.1275-1292
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• 2012

본 연구에서는 월파조건에서 직립구조물을 따른 연파특성을 평면수조에서 수리실험을 통해 검토하였으며, 실험에 사용된 파랑은 Bretschneider-Mitsuyasu 주파수 스펙트럼을 가지는 일방향 불규칙파이다. 주된 내용은 상대여유고(R)의 변화에 따른 파고저감을 검토하는 것이며, 월파조건과 비월파조건에서의 파고계측 실험결과를 비교하였다. 상대여유고가 작아질수록 월파의 증대로 인해 상대유의파고는 감소하였으나, 연파 폭의 변화는 거의 나타나지 않았다. 그리고 본 실험조건내에서 상대여유고가 1보다 큰 경우는 월파에 의한 파고저감효과가 거의 없는 것으로 나타났으며, R =0.5인 경우는 R =1.5인 경우에 비해 구조물 전면의 파고가 약 10% 저감되는 것으로 나타났다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제35권4호
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• pp.75-83
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• 2023

월파를 근본적으로 차단하기 위한 구조물 마루높이의 증가와 같은 하드웨어적인 대책과 더불어 호안의 배후지역에 월파에 대한 정보를 신속·정확하게 전달하여 피난 및 통행을 규제하는 소프트웨어적인 방재 대책이 동시에 요구되고 있다. 본 연구에서는 현장에서 월파 정보 제공을 위한 현장 월파계측 시스템을 목표로 구조물의 마루높이를 초과하는 월파고의 시간변동을 이용하여 월파량을 추정하는 방법을 제안하였다. 직립식 호안구조물을 대상으로 수리모형실험을 수행하여 파랑 조건 및 구조물의 여유 마루높이에 따른 월파량 및 월파고를 계측하였다. 월파 발생시 구조물의 마루에서 발생하는 침수유속을 장파유속으로 가정한 월파유량계수를 도입하고 월파고의 시간변동으로부터 월파량을 추정하여 실험결과와 비교·검토하였다. 월파유량계수를 합리적으로 산정하는 경우 월파고만으로 월파량 추정이 가능함을 확인하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제45권6호
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• pp.325-332
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• 2021

경관이 우수한 연안을 중심으로 상업 및 거주지역이 활발하게 개발됨에 따라 연안역의 안전한 공간을 확보하기 위해 안벽 및 방파제와 같은 연안구조물의 설치가 지속적으로 증가하고 있다. 또한, 기후변화에 따른 자연재해의 강도 증가는 과거에 비해 높은 내습파랑을 발생시켜 월파에 의한 피해를 더욱 가중시킬 수 있다. 본 연구에서는 수리모형실험을 통해 기존의 직립식 안벽구조물에 비해 능동적으로 내습하는 파랑을 반사시키는 반파형 안벽구조물의 월파저감효과를 검토하였다. 수리모형 실험결과, 기존의 직립제 및 구조물전면에 소파블록으로 피복된 구조물에 비해 평균 월파량의 경우 최대 92.4% 정도의 월파량 감소효과가 있는 것으로 확인되었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.290-302
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• 2022

본 연구에서는 월파가 발생하는 호안을 대상으로 보강방안 적용시 월파저감과 호안전면에서의 수위변화에 대해 검토하였다. 연구결과 단면실험의 경우 보강조건에 따라 약 70% 이상의 월파저감효과가 나타났으며 평면실험과의 비교에서 약 4배 이상의 월파량이 증가하는 것으로 분석되었다. 호안전면 수위는 저마루 구조물 미 설치시 평균수위가 감소하였으며 저마루 구조물 설치조건에서는 상승하는 경향이 나타났다. 평면실험과의 비교에서 저마루 구조물 미설치시 𝜂/H'₀가 약 0.5~0.6배의 차이가 나타났으며 저마루 구조물 설치 후에는 최대 5.5배 증가된 값이 발생하였다. 따라서, 단면실험을 통한 월파량 및 수위상승 검토시 과도한 결과가 발생될 수 있으므로 이에 대한 면밀한 검토가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제15권4호
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• pp.214-223
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• 2003

신뢰성 기법을 도입하여 경사식 해안 구조물에 발생하는 월파현상을 해석하였다. 월파와 관련된 많은 변수를 고려할 수 있을 뿐만 아니라 예측능력이 우수하다고 판단되는 경험식을 이용하여 신뢰함수가 유도되었다. 일반적으로 인정되는 범위내에서 설정된 확률변수의 통계적 특성과 분포함수를 이용하여 허용 월파량을 초과하는 파괴확률이 무차원 천단고의 함수로 산정되었다. 피복재의 종류와 구조물 전면의 경사에 따른 파괴확률의 차이도 해석되었다 또한 상치 콘크리트 전면에 거치된 피복재의 천단폭 변화에 대하여도 해석하였다. 마지막으로 각 확률변수의 불확실성에 따른 민감도 분석이 수행되었다. 월파와 관련된 제반 특성들이 잘 묘사되었을 뿐만 아니라 결정론적 설계법에서는 규명할 수 없는 허용 월파량을 초과하는 파괴확률들이 정량적으로 산정 되었다. 따라서 천단고를 결정할 때 확률적인 개념을 가미함으로서 설계의 효율성을 높일 수 있다.