• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.40-41
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• 2011

동해를 전파하는 지진해일은 세계적으로 다른 지역에서 발생하는 지진해일과 비교하였을 때 상대적으로 파장이 짧고, 이에 비해 먼 거리를 전파한다. 그러므로 동해에서 발생한 지진해일의 전파에 대한 해석을 수행할 때 물리적인 분산효과가 매우 중요하다. 따라서 지배방정식으로 분산 효과가 충분히 고려된 선형 Boussinesq 방정식을 사용한다. 기존의 연구에서는 leap-frog 기법을 사용하여 선형 천수방정식을 차분할 때 발생하는 수치분산항에 분산 보정계수를 이용하여 선형 Boussinesq 방정식의 물리적 분산항과 같은 형태로 나타나도록 유도하여 수치모의를 수행하였다. 그러나 기존에 사용한 지배방정식은 수심이 일정하다는 가정을 통하여 유도된 것으로, 수심에 변화가 있는 실제 지형을 통과하는 지진해일에 대한 수치모의를 수행한 결과의 정확도에 문제가 생길 수 있다. 본 연구에서는 기존의 연구에서 발생할 수 있는 수심 변화에 따른 오류를 개선하기 위하여 바닥 지형이 1차원으로 변한다는 가정을 이용하여 지배방정식을 유도하였으며, 이로 인해 발생하는 수심 변화가 고려된 항을 기존의 분산보정기법에 추가하였다. 그리고 적용성을 높이기 위하여 수치모의 기법의 제한을 최소화하는 연구를 진행하였다. 본 연구에서 제안한 수정 기법이 수심이 변화하는 지형을 전파하는 지진해일 수치모의 과정에서 경사에 대한 분산효과가 충분히 고려되는지 확인하기 위하여 Gaussian hump를 이용한 가상 지진해일을 원형 천퇴 지형에 통과시켰다. 본 연구에서 사용한 지형을 통과하는 Gaussian hump에 대한 해석해를 구하는 방법이 존재하지 않으므로, Boussinesq 방정식을 직접 차분하여 푸는 FUNWAVE를 사용하여 동일한 조건 하에서 수치모의를 수행하였다. 비교 결과를 통하여 본 연구에서 제안한 기법의 정확도 향상을 확인하게 되면, 실제 지형을 통과하는 지진해일의 수치모의에 대한 활용성을 높일 수 있을 것이다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제13권3호
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• pp.295-300
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• 2010

최근 동해상의 일본 서해안을 포함한 태평양 연안의 지진대에서 큰 규모의 해저지진에 의한 지진해일이 자주 발생하고 있다. 지진해일은 수심이 깊은 대양에서 파고가 대략 수 m인데 반해 파장은 수십에서 수백 km에 달하는 장파로서, 선단파는 수심에 비례하여 매우 빠르게 이동할 수 있다. 따라서 지진해일은 인접국가 뿐만 아니라 발생지역으로부터 매우 먼 지역까지 전파하여 해안에 심각한 범람으로 인한 인명 및 재산피해를 일으킨다. 이러한 지진해일의 피해를 효율적으로 저감하는 방법은 해안지역을 따라 지진해일 재해정보도를 제작하고, 지역주민들에게 이를 배포하여 사전에 위험성을 알리고 지진해일 발생시 피해를 최소화할 수 있도록 대비하는 일이다. 지진해일 재해정보도는 과거의 지진해일 피해조사 결과와 계획된 시나리오를 바탕으로 만들어져야 하며, 실제 지진해일이 급습할 경우 주민들의 대피계획을 만드는 데 유용하게 사용된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권8호
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• pp.643-654
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• 2018

수치파동수조에서 안정적인 지진해일을 조파하기 위하여 2차원 수치모델(LES-WASS-2D)에 다양한 파형의 지진해일을 고려할 수 있는 무반사 조파시스템을 도입하였다. 기존 실험에서 측정한 호안주변의 지진해일의 시 공간 파형들과 비교하여 수치계산결과가 높은 정확도를 나타내었다. 이로써 본 연구에서 적용한 수치모델이 지진해일 월파모의에 있어서 적합하다는 것을 보여주었다. 지진해일 월파모의결과로부터 지진해일 체적비와 파고와 수심비에 따른 월퍄량, 침수거리를 고찰하였다. 지진해일의 파형이 넓을수록 월파량이 선형적으로 증가하였으며, 침수거리 또한 증가하였다. 그러므로 고립파 근사이론을 지진해일의 월파 및 침수모의에 적용할 경우, 실제 지진해일보다 수리특성이 과소평가 될 우려가 크다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.203-203
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• 2022

일반적으로 지진해일은 지진, 화산에 의한 융기 또는 침강에 따른 급작스러운 해저지각 운동에 의해 발생하며, 이에 따른 수위변동과 유체운동을 일컫는다. 그 밖에 해안/해저 산사태, 운석 낙하, 빙하 붕괴와 같이 암석, 토사, 얼음, 운석이 바다, 호수의 수면과 충돌하여 해일이 발생하기도 한다. 이 산사태 해일의 피해사례는 많지 않지만, 대부분 인명피해를 동반한다. 이에 과거부터 수리모형실험을 통해 산사태로 생성된 해일의 전파과정을 조사하는 연구들이 수행되었다. 최근에는 컴퓨터 성능향상과 다양한 수치모델이 개발됨에 따라 수치해석이 많이 수행되고 있다. 그러나 산사태 해일의 생성을 직접 모의하기 위해서는 유체-구조 상호작용(FSI; fluid-structure interaction)을 고려할 수 있는 전산유체역학(CFD; computational fluid dynamics)해석이 요구되는 관계로 활발한 연구가 진행되지 않고 있다. 본 연구에서는 FSI에 기초하여 충돌모의에 특화된 LS-DYNA를 이용하여 산사태 해일의 생성, 전파 그리고 직립벽(댐)에서의 처오름 및 파압 등을 검토한다. 그리고 낙하물의 형상, 낙하 높이에 따라 생성된 해일이 댐에 미치는 영향을 분석한다. 또한, 이용하는 LS-DYNA 해석의 타당성 및 유효성을 확인하기 위하여 기존 수리모형실험에서 생성된 산사태 지진해일과 비교·검증한다. 수치해석 결과, 동일한 체적의 낙하물에서는 폭이 좁을수록 최대파고가 낙하물에 근접해 생성되었고, 폭이 넓을수록 파장이 길어지는 것을 확인할 수 있었다. 낙하물의 낙하높이가 높을수록 산사태 지진해일의 파고가 크게 생성되었다. 낙하물로부터 600m 지점에서 설치한 댐에서의 산사태 지진해일의 처오름은 파고 및 파장이 클수록 증가하였다. 산사태 지진해일의 파압 역시 처오름에 상응하게 나타났다. 그러므로 호소에서 산사태 해일이 발생한다면, 댐 및 제방의 안정성에 영향을 미칠 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권3호
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• pp.135-142
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• 2009

지진해일 초기 수면변위의 형상과 에너지는 지진해일 최대파고에 많은 영향을 주며, 이는 지진 매개변수에 의해 결정된다. 일본 서북부 연안에는 지진해일을 발생시킬 가능성이 높은 지진대가 분포되어 있는데, 이러한 지진의 지진 매개변수를 정확히 예측하는 것은 매우 어려운 일이다. 그러므로 이곳에서 일어나는 지진해일의 거동을 파악하고 가장 위험한 상황을 예측하기 위해서는 다양한 경우에 대한 검토가 필요하다. 그런데 지진 매개변수와 지진해일 최대파고의 상관관계를 명확히 알 수 있다면 이러한 지진해일을 검토하는데 많은 도움이 될 것이다. 본 연구에서는 이러한 상관관계를 분석하기 위하여 가상의 지진해일을 대상으로 지진 매개변수의 변화에 따른 지진해일 최대파고 변화양상을 검토하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제45권10호
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• pp.997-1008
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• 2012

본 연구에서는 우리나라 실정에 부합되는 실용적인 원지 지진해일 예경보 체계 구축을 위해 미국과 우리나라의 지진해일 예경보 체계 현황을 파악하고, 2011년 동일본 지진해일 당시의 대처상황을 분석하였다. 우리나라 해안 지역에 영향을 미치는 원지 지진해일의 발생원 및 전파 특성을 고려하고, 지진탐지 및 수치모의수행 능력과 가용 전문인력 등을 고려한 효율적인 원지 지진해일 예경보 체계 구축 방안을 제안하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권4호
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• pp.135-143
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• 2008

지난 수십년간 전 세계적으로 지진해일로 인해 수많은 피해가 발생하였으며 특히, 2004년 발생한 수마트라 지진해일로 인해 우리나라에서도 지진해일에 대한 관심이 높아지고 있다. 우리나라는 과거 1983년 동해 중부 지진해일과 1993년 북해도 남서외해 지진해일로 인해 동해안에 비교적 큰 피해를 입었으며, 앞으로도 동해안에는 지진해일에 의한 피해가 발생할 가능성이 높다. 따라서 동해안에 위치해 있는 주요항에 대한 지진해일 피해 예측이 반드시 필요한 실정이다. 본 연구에서는 동해안의 주요항 중 하나인 포항신항에 대해서 지진해일 최대 처오름높이 및 최저 처내림높이를 계산하였으며, 모두 세 가지 지진해일에 대해 수치모의를 하였다. 포항신항에는 배후 공업단지가 발달해 있어 지진해일에 의한 범람이 발생하면 큰 피해가 발생할 수 있으며, 배후 공업단지에 필요한 냉각수를 취수하는 취수구에서 지진해일에 의한 처내림현상으로 인해 취수가 중단되면 공장 가동이 중단되는 피해가 발생할 수 있다. 따라서 수치모의는 처오름높이에 의한 범람여부 및 처내림높이에 의한 취수구에서의 취수 가능여부에 초점을 맞추어 수행하였다. 검토 결과 포항신항은 전반적으로 지진해일에 안전한 것으로 나타났으나 가장 큰 규모의 지진해일에 대해서는 피해를 입는 것으로 나타났다. 그러므로 이에 대한 적절한 방재대책을 마련할 필요가 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.1450-1453
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• 2004

최근 4년간 한반도 근해에서는 53회 이상의 해저지진이 발생하고 있다. 지진해일은 천수효과로 인해 대규모 범람을 일으켜 많은 인명 및 재산피해를 초래할 수 있다. 그 중에서도 원자력발전소의 지진해일에 대한 안전성은 필수적으로 검증되어야한다. 본 연구에서는 Bousssinesq 방정성과 천수방정식을 이용하여 지진해일의 거동을 수치해석하며, 격자 간격과 계산 시간 간격의 세분화에 의한 누적오차를 줄이기 위해 다중격자 연결모형을 이용한다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.194-202
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• 2008

일반적으로 지진해일 경보 발령 시 예상해일고를 산정하기 위해 큰 격자의 선형모형을 사용하게 되므로 범람역이 과소 산정된다. 그러므로 비상대피 계획을 위해 예보해일고에 상응하는 정도 높은 범람도를 필요로 한다. 본 연구에서는 범람역의 정량예보를 위해 상대적으로 정도 높은 지진해일 범람도를 작성하는 실용적인 방법을 제안하였다. 이 방법은 다음과 같다. 선형 지진해일 수치모형을 사용하여 대상지역 주변에 특정 지진해일고를 유발시키는 잠재 지진해일 발생원의 단층 변위를 산정한다. 이렇게 구해진 단층 변위에 대해 비선형 범람 수치모형을 이용하여 대상지역의 최대 침수포락선을 계산하고 범람도를 작성한다. 본 연구에서는 임원항을 대상지역으로 11개의 잠재 지진해일 발생원에 대해 예상범람도를 작성하여 제안된 기법의 타당성을 검토하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.58-58
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• 2011

동해를 전파하는 지진해일은 다른 지역에서 발생하는 지진해일과 비교하였을 때 상대적으로 파장이 짧고, 파장에 비해 먼거리를 전파한다. 따라서 지진해일이 전파할 시 물리적인 분산효과가 매우 중요하다. 그러므로 동해에서 발생하는 지진해일을 수치모의 할 때는 분산효과가 충분히 고려될 수 있는 선형 Boussinesq 방정식을 사용한다. 그러나 이를 직접 풀 경우에는 상당히 많은 시간이 소비되며 효율적이지 못하다. 이와 같은 단점을 극복하기 위해 기존의 연구에서는 leap-frog 기법을 사용하여 선형 천수방정식을 차분할 때 발생하는 수치분산항을 선형 Boussinesq 방정식의 분산항과 같은 형태를 가질 수 있도록 분산보정계수를 사용하여 수치모의를 수행하였다. 하지만 이때 사용된 지배방정식은 수심이 일정하다는 가정을 이용하여 유도된 것이므로, 실제 경사가 있는 지형을 통과할 때의 수치모의 결과는 정확하다고 할 수 없다. 본 연구에서는 이를 극복하기 위하여 바닥 지형이 1차원으로 변한다는 가정으로 새로운 지배방정식을 유도하였으며, 수심변화로 인해 새로 발생하는 항을 기존의 분산보정기법에 추가하였다. 또한 수심이 변화는 지형을 통과하는 지진해일의 분산효과가 충분히 고려되는지 확인하기 위하여 Gaussian hump를 이용하여 가상 지진해일을 원형 천퇴지형에 통과시키는 수치모의를 수행하였다. 결과의 비교를 위한 정확해가 없으므로, 비선형 Boussinesq 방정식을 직접 차분하여 푸는 FUNWAVE를 이용하여 동일한 조건으로 수치모의를 수행하였다. 수치모의 시 중심선에 4개의 가상 gage를 설치하였으며, 이를 통해 각각의 수치모의 실험에 대한 자유수면 변위를 관찰하여 비교하였다. 수치모의 결과에 대한 비교를 통하여 기존의 분산보정기법에 비해 본 연구에서 제안한 새로운 수치기법이 분산효과를 비교적 잘 반영하는 것으로 나타났으며, 비교적으로 실제 지형에 적용하였을 때 정확도 향상의 가능성이 높다고 판단하였다.