• 해양환경안전학회지
• /
• 제25권5호
• /
• pp.589-600
• /
• 2019

한국 남해안 금호열도 주변 다도해역의 조류특성과 해수순환 구조를 파악하기 위해 대조와 소조시 ADCP bottom tracking을 이용한 25시간 선박 항주관측을 실시하였다. 대조시 낙조와 창조 방향은 남동-북서이며, 최강유속은 표층 약 40 cm/s이다. 개도주변은 지형적 특성으로 주변해역의 탁월유향과 다르고, 유향 유속의 분산이 크다. 전 구간 표~저층 흐름에 두드러진 경압모드 성분은 없었다. 이는 좁은 수로와 얕은 수심, 빠른 유속으로 지형성와류나 eddy로 인한 연직혼합이 활발했음을 나타낸다. 소조시 조류는 남남동-북북서, 평균유속은 대조의 85 %이다. 탁월유향은 대조보다 우세하지 못하고 지속시간도 짧다. 흐름은 연직방향 유속시어, 수평와류, 비대칭 조류혼합으로 물질의 수평 연직이동이 왕성할 것으로 추정된다. 일평균조류는 개도 서~북서 수로해역이 북서~북동, 금오도 서쪽은 서남서~남남서 방향 최대 21 cm/s의 흐름이 존재한다. 소리도 서쪽에는 좌선환류나 와류가 형성되었다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제24권2호
• /
• pp.179-187
• /
• 2018

수치모델실험을 사용하여 한국 서남해 압해도 주변 해역의 조류 및 조석잔차류 분포를 파악하였다. 조류는 대체로 반 일주조가 탁월하며, 조류 주방향은 압해도 주변 다도해역이 좁은 협수로인 관계로 대부분 수로를 따라 형성되었다. 조류타원 형태는 주변수심 및 인근에 산재한 섬 주위 해저지형의 영향으로 대부분 직선에 가까운 왕복성이었으나, 매화도~증도 사이 기점도, 화도, 당사도 주위에 약한 회전성 조류타원 형태였다. 창조류는 화원반도 서쪽 연안을 따라 팔금도~암태도, 암태도~증도 수로에서 북동류한 조류와 함께 압해도 북서쪽 다도해로 빠지고, 낙조류는 반대로 북서 다도해의 협수로를 따라 암태도~증도, 암태도~팔금도를 통과하고 암태도~증도에서의 조류는 팔금도~화원반도 서쪽 연안을 따라 남류했다. 압해도 연안은 창조시 북류한 흐름이 해안에서 동서로 분류되어 압해도 서쪽과 동쪽을 따라 흐르고 낙조시는 조간대 만곡부에서 남류한 흐름과 섬 서쪽과 동쪽에서 남~남동류한 흐름이 팔금도~화원반도 사이로 흘렀다. 조류유속이 강한 곳은 암태도~압해도 사이 합류역이었다. 조석잔차류는 다도해 협수로의 빠른 유속으로 섬 주변 흐름 하류역에 후류와 또는 지형성와류가 형성되었다. 압해도 서쪽에 약한 반시계방향 와류와 압해도 북서 만곡부에 시계방향 환류가 존재했다. 북쪽 협수로를 제외한 압해도 연안은 조간대가 발달되어 조석잔차류 유속이 미약하였다.

• 한국수산과학회지
• /
• 제18권2호
• /
• pp.157-165
• /
• 1985

어장환경관리의 기본자료를 얻기 위하여 1984년 6월중에 가막만에서 실시한 해양관측자료를 가지고 상기만의 밀물과 썰물시 해황분포를 알아보고 그 특성이 지형적 요인에 의해 크게 좌우됨을 살폈다. 가막만은 두개의 만구와 돌출한 도서 및 지세 등 그 지형적 여건에 의해 4개의 특징적 수괴가 나타난다. 내만수는 내륙의 영향이 강한 정체성을, 여수항수는 섬진강 영향이 큰 저염의 외해성을, 만외수는 해저난류 또는 와류발생으로 수직균질한 외해성을, 중간수는 만외수와 내만수의 중간성격이다. 밀물때 양만구로 유입한 해수는 대략 소경도와 항대를 연결하는 선에서 만난다. 군내리근에서는 지형성 와류 혹은 해저난류가 발생하는 것으로 추정되는데, 밀물때는 해수의 침강이, 썰물때는 저층수의 특성치가 보여지며 그 크기는 약 3 km 까지 뻗친다.

• 한국수산과학회지
• /
• 제18권2호
• /
• pp.101-108
• /
• 1985

거제만의 물질수지와 굴양식장관리를 위한 해양환경개선 및 해양공학적 기초자료를 마련코저, 1984년 8월의 대조기 23시간 및 소조기 13시간 동안 거제만입구의 단면에서 연속측류와 측심 및 채수를 실시하였다. 거제만의 해수교환과 그 기구에 관한 결과는 다음과 같다. 1. 거제만입구의 해수류출입현상은 만의 중앙부 및 육구단측이 만의 서부인 아지랑측보다 담수유출이 많은 우기에 유출이 우세하고 건기에는 상층에서 유출되나 저층에서는 유입이 우세하였다. 2. 해수교환율은 대조기 $26\%$, 소조기 $5{\sim}15\%$ 범위이다. tidal prism에 의한 체류시간은 대조기 약 48시간, 소조기 약 81시간으로 나타났다. 그러나, 해수교환정도는 교환개념과 수문기상학적 요소 및 계절에 따라 변동된다. 3. 협수도에 접한 거제만은 지형과 조류의 영향으로 와류현상이 활발하다. 따라서, 거제만은 지형성 와류가 해수교환에 미치는 영향이 클 것으로 추정된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
• /
• pp.89-89
• /
• 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.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
• /
• 제2회(2013년)
• /
• pp.354-359
• /
• 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.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
• /
• pp.516-516
• /
• 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.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
• /
• pp.943-947
• /
• 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.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제22권7호
• /
• pp.836-845
• /
• 2016

본 연구에서는 하계 한국 남동해 간절곶 주변해역의 냉수대 구조와 변동을 CTD 관측과 수층별 수온 장기 연속 모니터링 자료를 이용하여 분석하였다. 냉수대의 표층수온은 냉수기 이전과 $-12^{\circ}C$의 차이를 보였으며 해저지형 효과로 간절곶에서 냉수대 세력이 가장 컸다. 남북해역 간 등온선의 시계열분포에 간절곶을 경계로 공간변화가 발생해 간절곶 주변 해저지형이 언덕(hill)역할을 하고 있음이 추정되었다. 냉수대는 해안에 평행한 풍속이 양(+)의 값일 때 출현하는 연안용승반응을 나타냈고, 수온의 감소와 상승은 풍향이 바뀐 후 하루 이내에 반응하였다. 간절곶 주변은 얕은 수심 주위에서 발생하는 와류효과가 결합하여 바람에 의한 용승효과가 강화되었다. 수온변화는 2~6일 주기의 바람변동에 민감하였으며, 수온감소는 12~36시간의 위상차를 나타냈다. 냉수대가 출현한 7월은 2~3일 주기, 8월은 3~8일 주기에서 바람-수온변화의 상관성이 컸다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제25권4호
• /
• pp.207-218
• /
• 2013

수치 모델링 실험을 활용하여 서해 천수만의 해수 유동과 그 변화를 이해하기 위한 연구를 수행했다. 모델링 실험 결과에 대한 검증을 위해 관측 자료의 조위와 조류 각각 4대 분조의 진폭과 위상을 이용하여 스킬 분석을 실시했다. 그 결과 스킬 점수는 대부분 90%가 넘는 것으로 보아 수치 모델링 실험 결과는 관측된 조위와 조류가 양호하게 일치하는 것으로 나타났다. 천수만의 조석파는 만 입구에서 안쪽으로 진행되며 북부로 갈수록 조차는 점차 증가했다. 조석파가 북부까지 도달하는데 약 10~30분의 시간이 소요되었다. 남부에서 조석파는 반시계 방향으로 회전하는 특성을 보였다. 조류는 해저 지형을 따라 남-북 방향으로 흘렀으며, 장축의 각도는 등수심선과 나란히 나타났다. 조류타원의 단축이 장축의 10% 이하로 왕복성 조류의 특성을 보였다. 수심과 해안선 등 지형적 요인에 의해 좌우되는 조석잔차류의 크기는 1~30 cm/sec의 범위를 보였고, 남쪽 수로에서 컸으며 만의 북부에서는 작았다. 조석잔차류로부터 유도된 상대와도를 통해 수 백 m에서 수 km 크기로 시계/반시계 방향으로 회전하는 와류를 확인했고, 죽도 주변에서 2쌍, 남부에서 형성된 3~4쌍의 강한 와류 특성을 파악했다.