• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.25 no.5
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• pp.589-600
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• 2019

In order to investigate the flow structures around Geumo archipelago on Southern Waters of Korea, water movements were measured for 25 hours during spring tide in May and neap tide in September 2002 using ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler) attached to a running boat. Dominant directions of ebb and flood current at spring tide are SE-NW, representing the average flow rate of approximately 40cm/s in the surface layer. However because of the topographical reason, the direction and speed of the flow in the narrow waterway sea area around the northwest of Gae Island were different. There was no notable baroclinic component of tidal flow at spring tide. This indicates that the sea area has been actively engaged in vertical mixing due to island wake or eddy due to narrow waterways, shallow water depth and rapid flow rate around archipelago. At neap tide, dominant directions of tidal flows are SSE-NNW and the average flow rate in the surface layer is about 85 percent of the spring tide. The duration and intensity of the flow direction are shorter and less dominant than the spring tide. It is expected that asymmetrical tidal mixing will occur due to vertical velocity shear and horizontal eddies. From daily mean tidal flows obtained from the ADCP observation, it was found that the northwest of Gae Island have flows in NW~NE, the west of Geumo Island have the average currents of up to 21 cm/s WSW~SSW and counterclockwise circulation or eddy currents are formed in the west of Sori Island.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.24 no.2
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• pp.179-187
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• 2018

In order to understand the flow of currents around Aphae Island and the surrounding Archipelago, the numerical model experiments on tidal currents and tide-induced residual currents were carried out. Dominant semidiurnal tidal currents have a reversing form and flow along the narrow channels of the archipelago. During periods of flood, currents flow from the west of Hwawon Peninsula to the archipelago to the northwest together with the currents flowing from the channels at Palgeum Island to Amtae Island and Amtae Island to Jeung Island. Ebb currents flow from the northwest archipelago to the channel of Amtae Island and Jeung Island as well as Amtae Island to Palgeum Island, further flowing south between Palgeum Island and Hwawon Peninsula. Flood currents are separated from east and west at the southern coast of Aphae Island, but flow south from both the west and east of Aphae Island to the channel found between Palgeum Island and Hwawon Peninsula at ebb. Flow speed is high between Amtae Island and Aphae Island where the flows meet and join. Lee wakes or topographical eddies are formed around the islands due to the high speed of the currents flowing along the narrow channel in the archipelago, manifesting as a tide-induced residual current. A weak cyclonic wake and anti-cyclonic eddy both exist at the west and northwestern coast of Aphae Island individually. The speed of the tide-induced residual current become slow on account of the wide littoral zone at exists around Aphae Island.

• Korean Journal of Fisheries and Aquatic Sciences
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• v.18 no.2
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• pp.157-165
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• 1985

Character of oceanic conditions in the bay is investigated by taking hydrographic data on june in Kamak Bay which has two channels and four submarine topographic parts of its own. This bay has four remarkable water mass influenced greatly by the above topographical factor: inner bay water, Yosu harbor water, the middle water and outer bay water. General characteristics of these four water mass were as fellows: inner bay water has a stagnation character with the influence of inland, Yosu harbor water has a out-sea character with the low salinity caused by run-off of Somjin river, outer bay water has a out-sea character with same values vertically coused by eddy current or bottom turbulunce and the middle water has a middle character among the inner bay water and outer bay water. Outer waters flowed in the bay through both channels during the flood are come upon at a near by Daekyong-do and Hangdae-ri of Dolsan-do. Eddy current or bottom turbulunce in the vincinity of Kunnae-ri which is located at south of the bay are showed sinking of water during the flood flow, while that during the ebb flow shelved up-welling phenomena.

• Korean Journal of Fisheries and Aquatic Sciences
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• v.18 no.2
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• pp.101-108
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• 1985

The sea water exchange of Koje Bay in the southeastern part of the Korean Peninsula was estimated on the basis of current measurements and oceanographic observation. The exchange ratio was estimated by salinity differences and tidal prism method. The range of exchange ratio at the central part at the entrance of the bay is estimated to be around $26\%$ at spring tide and 5 to $15\%$ at neap tide. The magnitude of exchange ratio, however, can be changed due to water exchange, hydrometeorological and geomorphological conditions. The flushing time deduced by tidal prism was about 48 hours at spring tide and 81 hours at neap tide. Tidal induced eddy motion may play an important role on the seawater exchange in the bay.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.89-89
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• 2022

하천 합류부에 지천이 유입되는 경우 복잡한 3차원적 흐름 구조를 발생시키고 이로 인해 유사혼합 및 지형 변화가 활발히 발생하게 된다. 특히, 하천 합류부에서 부유사 거동은 하천의 세굴과퇴적, 하천 지형 변화, 하천 생태계, 하천구조물 안정성 등에 직접적으로 영향을 미치기 때문에 이에 대한 정확한 분석이 하천 관리 및 재해 예방에 필수적인 요소이다. 기존의 하천 합류부 부유사 계측 자료들은 재래식 채취 방식으로 수행되어 시공간적 해상도가 매우 낮아서 실측 자료만으로 합류부에서 부유사 혼합을 분석하기에는 한계가 존재하기에 대하천의 부유사 혼합 거동 해석에 수치모형이 주로 활용되어 왔다. 본 연구에서는 하천 합류부에서 부유사 거동을 공간적으로 정밀하게 분석하기 위해 드론 기반초분광 영상을 활용하여 하천 합류부에 최적화된 부유사 계측 방법론을 제시하였다. 현장에서 계측한 초분광 자료와 부유사 농도간의 관계를 구축하기 위하여 기계학습모형인 랜덤포레스트(Random Forest) 회귀 모형과 합류부에서 분광 특성이 다른 두 하천의 특성을 정확하게 반영하기 위한 가우시안 혼합 모형 (Gaussian Mixture Model) 기반 초분광 군집화 기법을 결합하였다. 본 연구에서 구축한 방법론을 낙동강과 황강의 합류부에 적용한 결과, 초분광 군집을 통해 두하천 흐름의 경계층을 명확히 구별하였으며, 이를 바탕으로 지류와 본류에 대해 각각 분리된 회귀 모형을 구축하여 복잡한 합류부 근역 경계층에서의 부유사 거동을 보다 정확하게 재현하였다. 또한 나아가서 재현된 고해상도의 부유사 공간분포를 바탕으로 경계층에서 강한 두 흐름이 혼합되어 발생한 와류(Wake)가 부유사 혼합에 미치는 영향을 규명하였고, 하천 합류부에서 발생하는 전단층의 수평방향 대규모 와류가 부유사 혼합 양상에 지배적 영향을 미치는 것으로 확인하였다.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2013.04a
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• pp.354-359
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• 2013

일반적으로 건축물의 설계시 풍동 실험을 통한 풍환경의 평가를 수행하고 있으며, 이는 환경 영향 평가법에서 정한 건축 사업 시행 시 수반되어야 할 자연환경, 생활환경 그리고 사회경제환경의 영향 평가의 일환으로 실시되고 있다. 그러나, 풍동 실험의 경우 여러 가지 현실적 제약조건으로 설계와 실험의 피드백 (Feedback)이 원활하지 못하며, 특히 대상 건축물이 공장과 같이 대기 오염원이 되는 경우 실험은 더욱 어려운 형편이다. 이에 대한 보완책으로 전산 유체 역학을 이용한 건축물의 풍압 해석에 의한 풍하중 추정이나 인접 지형-지물의 영향을 고려한 건축물 주위의 풍환경 평가가 있다. 전산 모사에 의해 풍동 실험의 미비점을 보완하고, 보다 상세한 정보를 확보함으로써 건축물의 구조적 안전성의 증대와 환경 피해 감소를 기할 수 있다. 그러나 복잡한 지형-지물이나 건축물 주위의 풍환경에 대한 전산 모사는 주로 두 가지의 기술적 어려움을 수반하게 되다. 그 중 하나는 고정 경계면을 이루는 형상의 복잡성으로 인해 기존에 많이 이용하고 있는 Body-fitted 격자계를 이용하는 경우, 격자 생성 과정이 매우 복잡하고 어려울 뿐 만 아니라 생성된 격자가 주로 비정렬 (unstructured) 특성을 갖게 되어 수치해석 과정의 효율을 저하시키는 요인이 되며, 격자의 형상도 수치해석의 수렴성을 저하시키는 예가 많다. 다른 어려움으로 풍환경은 전형적인 난류 유동장으로서 난류의 전산 해석은 아직도 해결하지 못한 부분이 많다는 점이다. 이에 본 논문에서는 복잡한 지형-지물이나 건축물의 풍하중과 풍환경의 전산 모사 기술 확보를 위하여 수행중인 연구의 일환으로 물체 형상의 기하학적 복잡성의 극복을 위한 가상경계법 (Immersed Boundary Method)과 난류 유동장의 물리적 엄밀성을 높이기 위한 다와동 모사 (Large Eddy Simulation)을 이용한 물체 형상과 무관한 유동장 해석 기술 개발에 대하여 다루고자 한다. 먼저 최근에 유동 해석에 이용되는 방법인 가상경계법(IBM)은 물체를 포함한 전체 전산 영역을 직교 좌표계에 의해 이산화하고, 유동장내 존재하는 물체의 표면에서의 점착 조건을 만족시키기 위하여 지배 방정식에 적절한 외력을 추가로 고려하는 방법이다. 본 연구에서는 가상경계법을 이용하여 경계층에 위치한 건물 형상의 각진 물체 주위 사이에 형성되는 공동 내부의 비정상 유속 및 압력에 대한 전산 해석을 수행하고, 풍상측 전면에 형성되는 경계층에 의한 영향을 분석하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.516-516
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• 2023

하천 만곡부 외곽 하안부의 빠른 유속은 침식을 유발하고 내측의 느린 유속은 토사 퇴적의 원인이 된다. 이는 하천 지형을 지속적으로 변화시키는 원인이 되고 나아가 하천 주변의 환경뿐만 아니라 안정성에도 문제를 일으킨다. 하천의 안정성과 수생태계 보존을 위해서는 수제와 같은 인공 구조물을 설치하여 하도의 안정을 유지할 수 있다. 수제는 후류에 느린 유속을 발생시켜 침식을 예방하고 제방과 하안을 보호한다. 그러나 수제 주변에서 발생하는 강한 와류는 국부 세굴을 유발하여 구조물의 안정성을 저해하기도 한다. 본 연구에서는 이동상 수리실험을 통해 수제 주변에서 발생하는 국부 세굴 및 후류에서의 하상 변동을 측정하였다. 수리실험은 길이 10 m, 폭 0.44 m, 높이 0.59 m인 수로에서 D50 = 2.98 mm인 모래를 사용하였고 하상변동은 하상이 평형상태에 이르렀을 때 물의 흐름을 멈추고 측정하였다. 실험 결과를 바탕으로 평형상태의 하상변동과 시간 변화에 따른 세굴심 변화를 도출하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.943-947
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• 2008

월정교는 국내에서 가장 크고 오래된 석교로써 복원 사업이 수행되고 있으며 문화재 자체만의 복원이 아닌 주변 지형까지 복원하는 방식으로 진행되고 있다. 월정교는 발굴정보에 따라 4개의 교각을 옛 모습 그대로 복원하고, 격자판 형식의 세굴보호공 역시 그대로 재현하도록 계획되었다. 복원교량의 설치는 기존 하도의 통수능 감소와 상류부 수위상승을 가져올 수 있고 교각주변에 발생되는 와류는 국부세굴의 원인이 될 수 있다. 따라서 수리영향에 의한 설계의 적정성 및 수리 안정성 검토와 세굴영향 분석이 반드시 필요하다. 또한 교각 주변의 하상 보호를 위해 설치된 옛 방식의 격자형 틀을 이용한 사석보호공은 옛 모습 그대로의 복원에 앞서 반드시 사석의 전단붕괴, 유사이탈붕괴 등의 수리학적 안정성에 대해 검토가 이루어져야 할 것이다. 본 실험의 목적은 수리모형실험을 통해 남천에 대해 기 수립된 하천계획 하에서 월정교 복원시 치수안전성을 검토하고 복원될 월정교 안전성을 평가하는 것이며 특히, 교각 주변에 설치될 옛방식의 격자판 세굴보호공의 수리학적 안정성을 평가하기 위한 것이다. 본 실험에서는 기 수립된 하천계획 상에서 허용되는 홍수들을 모형에서 재현하여 해당 홍수발생시 관심지역의 수위, 유속, 유황 등을 계측, 평가함으로써 치수안전성을 검토하였다. 세굴에 대한 안전성 평가를 위해 교각주변을 이동상으로 제작하여 모형사를 포설한 후 세굴영향을 측정하고, 계획된 보호공의 세굴 방지 효과를 검토하였다.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.22 no.7
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• pp.836-845
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• 2016

The variation and structure of the cold water mass around Ganjeol Point during the summer of 2011 were studied using data from CTD observations and temperature monitoring buoys deployed at 20 stations off the southeast coast of Korea. There was a $-12^{\circ}C$ surface temperature difference between the cold water mass and normal water during the monitoring period. Variations in the isothermal lines for surface temperature along the coast showed that the seabed topography at Ganjeol Point played an important part in the distribution of water temperature. Cold water appeared when the wind components running parallel to the coast had positive values. The upwelling -response for temperature fluctuations was very sensitive to changes in wind direction. Vertical turbulent mixing due to the seabed topography at Ganjeol Point can reinforce the upwelling of cold bottom water. From wavelet analysis, coherent periods found to be 2-8 days during frequent upwelling events and phase differences for a decrease in water temperature with a SSW wind were 12-36 hours.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.25 no.4
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• pp.207-218
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• 2013

This study is based on a series of numerical modeling experiments to understand the circulation and its change in the Chunsu Bay (CSB), Yellow Sea of Korea. A skill analysis was performed for the tidal height and tidal current of the observation data using the amplitude and phase of the 4 major tidal constituents respectively for verification of modeling experimental results. As a result, most of the skill score was seen to be over 90%, so numerical model experiment results can be said to be in good agreement with the observed tidal height and tidal current. Tidal wave proceeded from the entrance of the CSB towards inside, and the tidal range gradually increased to the north. It took about 10 to 30 minutes for the tidal wave to reach to northern end. The tidal wave showed a characteristic to rotate counter-clockwise in the southern part. The tidal current flowed to the north-south direction along the bottom topography; the angle of the major axis appeared alongside the isobath. It showed the characteristics of reversing tidal current with the minor axis less than 10% of the major axis. The strength of the tidal residual current that is influenced by geographical factors including bathymetry and coastline showed the range of 1~30 cm/sec, greater in the south channel and smaller in northern Bay. Two pairs of cyclonic/anti-cyclonic eddies around Jukdo and 3~4 pairs of strong eddies at the southern part of CSB in hundreds of m to a few km size by relative vorticity derived from the tidal residual current.