• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.19 no.1
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• pp.57-65
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• 2007

Shallow water waves are hindcasted from sea wind fields, which include wave transformations such as shoaling, refraction, diffraction, reflection and wave breaking. In case of estimating sea wind field in shallow water, the sea wind revised from free wind obtained by the typhoon model is widely used. However, this method is not able to consider the effect of land topography on the wind field, which will be important factor for shallow water wave forecasting and hindcasting. In this study, therefore, the effect of land topography on sea wind field in shallow water is investigated for shallow water wave forecasting and hindcasting with high accuracy. The 3-D MASCON model is introduced to consider the influence of land topography on the wind field. And, for two areas divided by the topographical characteristics, i.e. shielded and opened coastal areas, sea wind field is examined by comparison between initial wind field by typhoon model and modified wind field by 3-D MASCON model. Finally, applying these sea wind fields to SWAN model, the results of shallow water wave calculated in shielded and opened coastal areas are compared, and, also, the effect of MASCON model on shallow water wave forecasting and hindcasting is discussed.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.56-56
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• 2011

본 연구에서는 파랑의 변형을 예측하는 방법 중 하나인 고유함수전개법을 이용하여 축대칭 형태의 지형 위를 통과하는 파랑의 소멸파 성분을 검토하였다. 기울기와 곡률이 변하는 지역에 고유함수 전개법을 적용하여 해석할 때 필요한 적절한 구간의 수와 소멸파 성분의 개수를 산정하였다. 고유함수전개법을 이용하여 파랑의 변화를 예측하는 연구는 Bremmer(1951)가 전자기파에 적용하면서 처음 제시한 후 Takano(1960)가 파랑 변형 연구에 적용하면서 본격적으로 진행되었다. 이밖에 Kirby and Dalymple(1983), Liu et al.(1992), Cho and Lee(2000), Bender and Dean(2003), 조용식과 이창훈(1998) 및 강규영 등(2007)에 의해 국내 외로 많은 연구가 진행되었다. 그러나 기존의 연구의 대부분이 연직 2차원 지형에 대하여 수행되어 왔다. 3차원 지형에 대한 고유함수전개법은 Bender and Dean(2005)에 의해 처음으로 시작되었다. 그러나 그들의 연구에서는 수렴해를 얻기 위한 구간 및 소멸파 개수에 관한 구체적인 검토가 이루어지지 않았다는 한계가 있다. 그러나 실제 해저 지역은 다양한 지형의 영향을 받게 된다. 따라서 본 연구에서는 축대칭 지형에 대하여 수렴해를 얻기 위해 구간을 나누어 해의 수렴성을 확인하여 적절한 구간의 수를 결정한 후 소멸파의 수를 변화시키면서 소멸파가 파랑의 변형에 미치는 영향을 검토하였다. 천해역 및 중간수심 영역을 구간의 수와 소멸파 성분의 수에 변화를 주면서 수렴성 검사를 한 결과, 천해 영역에서는 소멸파 성분의 영향이 적게 나타났으나 중간수심 영역에서는 적절한 개수의 소멸파를 고려해야 보다 정확한 예측을 할 수 있음을 알 수 있었다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.14 no.1
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• pp.34-40
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• 2002

In order to estimate the height of long period wave from character of deep water wave, field observation is carried out three wave gauge are arranged by a straight line from the seashore to offshore direction and the result is analyzed. In addition, the existing theory of the mechanism for long period wave producer is verified by field observation, and the relation between deep water wave and long period wave of shallow area is examined. Observed long period wave is coincided with the existing theory for the most part. In order to add the change of time and space of long period wave, the height of long period wave is calculated by the composition of long period wave in each position. As a result, the relation of long period wave and deep water wave is presented more clear. Estimate formula is drew through them.

• Proceedings of the Korean Society of Coastal and Ocean Engineers Conference
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• 1992.08a
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• pp.100-105
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• 1992

Hughes와 Borgman(1987)이 천해파고의 특성을 잘 나타낼 수 있는 통계적 표현으로 Beta-Rayleigh 분포를 제안하였다. 본 고에서는 기존의 파랑이론을 이용하여 천해파의 특성을 재조명하여 Beta-Rayleigh 분포의 출발점을 확인하고 Beta-Rayleigh 분포가 갖는 상한조건인 H$_{b}$가 무한대가 되면 Rayleigh 분포로 되어버리는 수학적인 과정을 밝힌 후 현장관측치를 통한 검증을 해보고자 한다.(중략)

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.21 no.1
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• pp.79-90
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• 2009

This paper presents the development of dynamically combined Typhoon generated surge-tide-wave numerical model which is applicable from deep to shallow water. The dynamically coupled model consists of hydrodynamic module and wind wave module. The hydrodynamic module is modified from POM and wind wave module is modified from WAM to be applicable from deep to shallow water. Hydrodynamic module computes tidal currents, sea surface elevations and storm surges and provide these information to wind wave module. Wind wave mudule computes wind waves and provides computed information such as radiation stress, sea surface roughness and shear stress due to winds. The newly developed model was applied to compute the surge, tide and wave fields by typhoon Maemi. Verification of model performance was made by comparison of measured waves and tide data with simulated results.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.89-89
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• 2015

항만 및 어항 구조물을 구성하는 다양한 해안구조물은 파랑의 천수효과, 굴절, 회절, 부분반사, 해저마찰, 쇄파의 영향 등을 고려해야하며 파고 및 파향 등의 해양특성의 검토가 반드시 이루어져야 한다. 실제의 해양파가 방향스펙트럼을 갖는 다방향 불규칙파라는 것은 잘 알려져 있으며, 기존의 해안구조물의 내파설계 또는 천해역의 파랑변형 검토에 있어서도 실제 해양파에 보다 가까운 다방향 불규칙파를 이용한 수리모형실험에 의해 파랑현상을 정도 높게 재현하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 실제 해양파를 정도 높게 재현할 수 있는 다방향 불규칙파 조파장치를 사용하여 구조물 전면해역에서의 파랑스펙트럼을 재현하고, 심해에서 발달된 파랑이 천해로 진행될 때 지형에 의해 발생되는 천수변형과 구조물 주위에서 나타나는 파랑변형의 현상을 고려하여 항내로 유입되는 파랑의 분포 특성을 검토하였다. 특히, 다방향 불규칙파로 인한 항내 파고분포 특성을 검토하기 위하여 동일 파랑에 대한 규칙파 및 불규칙파랑을 조파하여 그 결과를 상호 비교하였다. 아울러, 정온수역유지를 위한 월파현상을 수리적으로 재현할 수 있는 3차원 수리모형실험 수행하여 월파현상이 항내정온도에 미치는 영향을 고찰, 해석하여 항만 시설물 계획시 안정한 정박 및 이용에 대한 가능한 정온유지여부를 검토하였다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.7 no.4
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• pp.313-320
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• 1995

A numerical analysis on the wave deformation in the shallow water region is performed for the case of two intersecting wave trains of the same frequency on uniformly sloping beaches. This model is based on the consideration of wave energy balance and wave action conservation, and iteratively solved the set of conservation equations of both mass and horizontal momentum. Using the computed results, the wave deformations in accordance with the variation of the parameters luck as incident wave angie and wave height in deep water which influences the variation of wave hight and mean water level under the intersecting wave trains in the shallow water region. are considered.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.12 no.2
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• pp.87-95
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• 2000

Spectral wave models are applied to the area of Kyung-gi bay with two different combinations. One combination assumes a constant tidal elevation over the whole region when applying the wave model to the area. In this case no tidal currents exist in any place. The other combination employs tide model as well as wave model so that tidal condition is defined at every computation time when wave modelling is carried out. Significant wave heights and wave directions are shown for these two cases. With these two different constraints of tidal variation, the results are checked and compared with each other. Both results are found significantly different from each other.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.586-591
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• 2007

최근 몇 년간 속초해역에서 발생한 이상고파의 특성을 현장관측 자료를 분석하고 수치모형실험 결과와 비교하여 검토하였다. 2004년 이후의 현장 관측을 통해 최소한 4회 이상 파고 5.0 m를 초과하는 이상고파가 발생하였다. 특히 2006년 10월 23일 11시에는 유의파고 9.69 m에 이르는 매우 큰 파가 관측되었다. 한편 천해역 파랑추산모형 SWAN을 사용하여 속초해역의 50년 및 100년빈도 심해설계파로부터 천해설계파를 산정하여 이상고파 관측 결과와 비교하였다. 수치모형실험에 의한 50년빈도 천해설계파의 최대치는 파향이 ESE 방향일 때 4.9 m에 지나지 않아서 관측된 이상고파의 파고에 비해 현저하게 작았다. 따라서 통상적으로 이루어지고 있는 수치모형을 이용한 천해설계파 산정만으로는 최근 몇 년간 수 차례 관측된 동해안에서의 이상고파를 적절하게 모의할 수 없으며 이에 대한 개선방안이 마련되어야 할 필요성이 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.103-103
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• 2021

실험실에서의 파랑생성에 흔히 사용되는 피스톤형 조파장치는 수심에 따라 유속이 동일하게 생성된다는 제약이 있어 주로 천해파의 생성에 적합한 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 이러한 제약조건 없이 다양한 유속분포의 파형을 생성하는 수직 다열화된 조파장치가 개발되었다. 우선, 수심방향으로 이산화된 각 패들(paddle)의 스트로크에 대해 선형해석해가 유도되었다. 개발된 해석해는 패들의 수 및 유속분포에 따라 기존의 피스톤형 혹은 플랩형 조파장치 해석해로 근사함이 밝혀짐으로써 포괄적으로 활용될 수 있음이 확인되었다. 즉 개발된 해석해를 활용하면 선택적으로 피스톤형 및 플랩형 조파성능이 구현될 수 있다. 더불어 개발된 해석해는 다상유체의 내부파 생성에도 확정되어 적용가능함이 확인되었다. 다음으로, 개발된 조파장치를 수치적으로 구현하였다. 오픈소스 3차원 수치모형인 OpenFOAM 중, 두 개 이상의 불연속 및 비압축 유체에 대한 Navier-Stokes 방정식을 해결하는 수치 모듈을 사용하여 제안된 수직다열화된 조파장치의 성능이 평가되었다. 이때 동적격자모델(olaDyMFlow)을 결합함으로써 개발된 조파장치 움직임이 물리적 조파장치와 흡사하도록 수치적으로 구현하였다. 모의결과, 여러 개의 다열화된 패들이 층류 흐름 조건에서 심해파를 효율적으로 생성시키고, 중간수심 파랑조건에서는 제안된 조파장치가 상대적으로 덜 유리함을 확인할 수 있었다. 마지막으로 공기, 기름 및 물 등 3상의 흐름조건에서 단 두 개의 패들을 활용하여 각각 내부파 및 표면파를 생성하되었으며, 모의 결과는 해석해과 비교됨으로써 개발된 조파장치의 성능이 검증되었다.