• 대한토목학회논문집
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• 제26권5B호
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• pp.551-555
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• 2006

본 연구에서는 지진해일의 전파과정을 모의함에 있어 분산을 보다 정확하게 고려하기 위하여 선형 천수방정식을 leap-frog 기법으로 차분화한 후 분산보정항을 추가하여 실질적으로 선형 Boussinesq 방정식과 같은 정도로 분산효과를 고려할 수 있게 하였다. 기법의 정확성을 검증하기 위하여 Gauss 분포의 초기 수면변위를 갖는 문제에 적용하여 해석해와 비교하였고, 그 결과 본 연구에서 개발한 기법이 기존의 기법에 비해서 정확한 결과를 제공하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.79-82
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• 2012

최근 지진해일 발생으로 인한 막대한 피해로 인해 지진해일 방재에 대한 중요성이 높아지고 있다. 지진해일 방재연구는 주로 실제 발생하였던 역사지진해일과 발생가능성이 높은 가상의 지진해일에 대해 해당지역의 재해정보도를 제작하여, 지진해일 발생 시 인명 및 재산피해를 최소화 하는 것에 초점이 맞추어져 있다. 따라서 이번 연구에서는 이러한 재해정보도의 효율성을 높이기 위해 지진해일 발생 시 인명피해가 발생할 가능성이 높은 위험지역을 선정하였다. 지진해일 위험지역을 선정하기 위해 가상의 지진해일을 수치모의 하였으며, 지진해일 발생 시 인명피해가 발생할 수 있는 지진해일 범람 높이를 선정하여 선정한 기준 높이 이상의 범람이 발생할 확률을 계산하였다. 지진해일 수치모의는 지진해일 전파모의와 범람모의 과정으로 이루어진다. 지진해일 전파모형은 선형 Boussinesq 방정식을 지배방정식으로 사용하며, 지진해일 범람모형은 비선형 천수방정식을 지배방정식으로 사용하였다. 수치모의를 통해 주문진항에서의 가상의 지진해일에 대한 범람영역 및 범람 높이를 얻었다. 수치모의를 통해 얻어진 범람 데이터를 이용해 기준 높이 이상의 범람 발생 확률을 계산하였다. 확률 계산을 위해선 해당 데이터의 확률분포를 결정하여야 하기 때문에, 적합도 검정을 수행하였다. 이번 연구에서는 여러 가지 적합도 검정 기법 중 하나인 확률도시 상관계수 검정(Probability Plot Correlation Coefficient Test)을 사용하였으며, 범람 데이터의 확률분포로 Normal, Log-normal, Exponential, Gumbel 분포를 가정하여 검정을 수행하였다. 각 지점별로 확률도시 상관계수 검정을 수행하여, 해당 지점의 확률분포를 결정하였고, 각 지점별로 해당하는 확률분포의 누적확률분포 함수를 이용해 기준 높이 이상의 범람이 발생할 확률을 계산하였다. 얻어진 확률을 지도상에 도시하여 기준 높이 이상의 범람 발생 확률이 높은 지점을 주문진항에서의 지진해일에 대한 인명피해 발생 가능성이 높은 위험지역으로 선정하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.213-217
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• 2010

댐붕괴파 (dam-break flow)나 지진해일에 의해 발생하는 undular bore와 충격파 (shock) 현상을 동수압 및 분산효과를 고려하여 수치모의를 수행하였다. 완전비선형 Boussinesq-type equations 모형을 이용하여, 동수압 및 분산 효과를 고려하였다. 방정식은 4차 정확도의 유한체적법을 이용하여 해석하였고, 시간적으로도 4차정확도의 기법을 이용하여 고차미분항에 대한 수치분산을 억제하였다. 다양한 경우의 1차원과 2차원 공간에서의 수치모의를 수행하고 검증을 수행하였다. 그 결과, 완전비선형 Boussinesq-type equations 모형은 천수방정식 (shallow water equations) 기반의 모형에서 재현이 불가능한 undular bore 등을 재현 하는 등, 전반적으로 천수방정식 기반의 모형 보다 물리적으로도 타당하고 정량적으로도 실험결과와 잘 일치하는 경향을 보였다. 즉, 댐붕괴파나 지진해일 등에 의한 범람 모의에 있어 동수압과 분산 효과의 중요성이 공학적으로도 매우 중요한 고려사항 임이 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제37권10호
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• pp.845-855
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• 2004

본 연구에서는 수치모형을 이용하여 근해지진해일의 처오름 현상과 전파양상을 이용하여 해석하였다. 모의에 사용된 수치모형은 지진해일 거동의 해석에 적합한 비선형 천수방정식을 지배방정식으로 채택하였으며, 유한체적법을 이용하여 해석영역을 이산화 하였고 Riemann 문제를 해석하기 위하여 HLLC approximate Riemann solver와 Weighted Averaged Flux 기법을 이용하였다. 수치모형의 검증을 위하여 마찰 없는 수조에서의 수면진동문제와 원형섬 주위에서 고립파의 진행과 처오름에 대한 문제에 적용하여 각각 해석해 및 실험결과와 비교하였다. 수치모형에 의한 결과는 해석해와 수리모형실험 관측자료와 잘 일치하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제4권2호
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• pp.71-76
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• 2004

본 연구에서는 지진해일에 의한 원형섬 주변에서의 범람영역을 산정하기 위하여 사면구조(quadtree) 격자 기법을 이용한 수치모형을 개발하였다. 비선형 천수방정식을 지배방정식으로 사용하였으며, 적합화된 계층적사면구조 격자를 이용하여 leap-frog 기법으로 양해적으로 유한차분하였다. 원형섬 주위를 따라 적용된 사면구조 격자는 사각형 및 원형의 형상으로 세밀화 되었다. 본 모형에 의해 계산된 수치해석결과를 검증하기 위해 원형섬 주변의 처오름높이에 대한 수리실험결과와 비교하였으며, 본 연구의 결과는 수리실험결과와 양호하게 일치하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제36권4호
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• pp.705-713
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• 2003

본 연구에서는 근해 지진해일에 의한 원형섬 주변에서의 처오름높이를 산정하기 위하여 사면구조(quadtree) 격자기법을 이용한 수치모형을 개발하였다. 비선형 천수방정식을 지배방정식으로 사용하였으며, 적합화된 계층적 사면구조 격자를 이용하여 leap-frog 기법으로 양해적으로 유한차분하였다. 원형섬 주위를 따라 적용된 사면구조 격자는 사각형 및 원형의 형상으로 세밀화 되었다. 계산된 수치해석결과를 검증하기 위해 수리실험결과와 비교하였으며, 본 연구의 결과는 수리실험결과와 양호하게 일치하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제14권1호
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• pp.1-7
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• 2002

과거, 울진원전 부지의 지진해일에 대한 안전성 평가는 가상최대 지진규모와 그에 상응하는 단층 파라미터를 이용하여 수행되었으나. 최근 지진공백역 이론에 근거하여, 과거 평가 규모 이상의 지진발생 가능성이 지진학자들에 의하여 제기되고 있다. 본 연구에서는 선형·비선형천수방정식 기반의 유한차분법을 이용하여 지진해일 안전성을 재평가하였다. 먼저, '83년 지진해일을 모의하고 이를 동해안 임원항의 최고 범람 수위와 비교하였다. 다음으로 '83년, '93년 지진해일과 위험 단층으로 분류되고 있는 5개 지진공백역 단층에 대하여 울진원전부지 도수로에서의 수위 상승과 저하를 계산하여, 울진원전이 평가대상 단층으로 의한 지진해일 발생시에도 필요 냉각수의 취수가 가능함을 보였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.41-55
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• 2003

상세한 지진해일 범람 현상을 규명하기 위하여 수립된 전회의 동적결합 차분 모형(Choi et al.)이 1983년 동해중부지진에 의한 지진해일 연구를 위해 우리나라 동해안 전역에 적용되었다. 계산영역은 격자의 크기가 다른 몇 개의 둥지영역이 평행하거나 경사가 진 방향으로 연결되어 구성되어 있다. 제일 안쪽의 둥지 영역은 해안을 따라 순차적으로 16영역으로 구성되었으며, 격자간격은 약 30m이다. 천수방정식(선형과 비선형)이 적용된 수치 시뮬레이션은 둥지영역의 격자크기에 따라 직각 또는 구면좌표계가 채택되었으며, 평행 및 경사 접합이 제일 안쪽의 둥지형 모형에 적용되었다. 시뮬레이션에 의한 결과는 지진해일 사상에 대한 처오름 높이의 관측치와 잘 일치하였다. 지진해일고 분포곡선의 개선이 수치적으로 연구되었으며, 지진원으로부터 거리가 먼 경우에는 대수정규분포를 따르는 경향을 보인다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권4호
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• pp.145-152
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• 2008

지진해일의 초기 파장은 수십에서 수백 킬로미터에 이른다. 따라서 보다 정확한 지진해일 전파 수치모의를 위해 파장의 크기에 따라 중요성이 변하는 분산효과를 고려하여야 한다. 최근에 분산효과를 고려할 수 있는 실용적인 분산보정기법이 개발되었다(Cho 등, 2007). 분산보정기법은 일정 수심에서 해석해와 비교함으로서 검증되었다. 하지만 아직 수심이 변화하는 실제지형에 적용이 되지 않았다. 본 연구에서는 개발된 모형의 실제 지형에서의 적용성을 검토하였다. 모형의 적용성 검토를 위해 역사 지진해일인 1983 동해 중부 지진해일과 1993 북해도 남서 외해 지진해일을 재현하였다. 대상 지역은 당시 검조기록이 존재하는 속초, 묵호, 포항항이고 지진해일 첫 파 도착시간과 검조소 위치에서의 최대 파고를 비교함으로서 적용성을 검토하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제18권4호
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• pp.269-282
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• 2006

본 연구에서는 강건한 지진해일모형인 비선형 천수 방정식에 기초하여 대한해협을 통과하는 지진해일의 전파특성에 관해 연구하였다. 지진해일은 쓰시마-고토 단층대에서 우리나라에 영향을 미친 지진 중 비교적 출현 빈도가 높은 리히터 규모 7.5의 지진에 의해 발생하는 것으로 가정하였다. 수치모의 결과 지진해일의 선도파랑이 대한해협을 횡단하는데 60분 정도가 소요되며 이는 지진해일 경보 시스템이 대피시간의 부족으로 인해 그 기능을 발휘하지 못할 수도 있음을 시사한다. 또한 전 쓰시마-고토 단층대에서 동일한 생기빈도를 가지는 지진사상에 대해 Kajiura(1963)의 동수역학 모형과 간단한 지진학적 모형을 활용한 지진해일 재해 모형이 제시되었다. 제시된 지진해일 재해 모형을 활용하여 우리나라 남해안 마산, 여수, 통영, 고흥 전면 해역에서의 각 수위별 지진해일고의 초과확률이 제시되었다. 이와 더불어 본고에서 제시한 지진해일 재해모형의 검증은 관측자료가 비교적 풍부한 동해 동연 오쿠시리 해령에서 1993년에 발생한 북해도 남서외해 지진해일과 Akita and Fukaura 두 곳에서 관측된 수위자료를 대상으로 수행되어 매우 고무적인 결과를 얻었다. 이 연구 결과들은 지진해일의 위험에 대한 연안방계 시스템의 설계기준의 수정을 위한 가치 있는 자료들로 활용될 수 있으리라 판단된다.