• 물과 미래
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• 제15권4호
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• pp.31-37
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• 1982

본 연구는 매빈 지형변동에 관한 이동상 수리모형실험에 있어서의 난점인 매상저질축척 및 시간축척을 결정하는 방법을 제안하고 이 상사율에 의해 현지와 재현성이 좋은 실험결과를 얻었다.

• 한국음향학회지
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• 제15권6호
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• pp.66-72
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• 1996

판소리 홀의 음향효과를 평가하기 위하여, 1/10 축척 모형 홀을 제작하고 각종 실내음향특성을 측정분석하였다. 이 실험을 위해서는 모형 홀의 임펄스 응답을 측정하는 일과 청감실험에 이용될 시험음(판소리)의 합성기술이 필요하게 되었다. 본 연구의 결과, 첫째로 임펄스 응답을 측정하기 위해 저자가 시작품으로 제작한 전극 방전음을 사용하여, 그 가능성을 확인하였다. 두번째로, 축척 모형의 모의실험에 의한 실내음향의 평가도 유효한 실험 방법의 하나로 응용할 수 있는 것을 확인하게 되었다. 본 연구의 성과로, 새로운 측정 기술과 청감 실험은 판소리 홀의 잔향시간이 $1.0{\sim}$12.$초 범위가 적당하다는 것을 알게 되었다.

• 물과 미래
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• 제28권1호
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• pp.107-120
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• 1995

본 연구는 네팔의 Modi Khola 강 유역에 건설되는 Modi Khola 수력발전소의 취수구 구조물 및 침사지 구조물에 대한 수리모형실험 연구이다. 취수구 구조물은 축척이 1:20인 정상모형으로, 침사지 구조물은 수직방향 축척이 1:10, 수평방향 축척이 1:15인 왜곡모형으로 제작되었다. 본 실험에서는 이동상 모형이론에 의해 'Anthracite'($\rho_s$ =1.48)를 모형사로 선택하였다. 실험결과 취수구 구조물 부분에서는 세사영역의 유사퇴적을 막기 위해 적정한 높이의 guide wall 설치가 바람직하며, 효율적 배사를 위해 배사수문의 적절한 조작이 필요한 것으로 나타났다. 침사지 구조물 부분에서는 효율적인 침사를 위해 침사지내의 난류호흡을 억제시키는 설계가 요구되었고, 침사지내 퇴사를 처리하기 위하여 설치된 유출구측의 배사 파이프는 침사지 전영역의 배사를 효율적으로 수행하지 못하였으므로 최대 퇴사가 발생하는 지점 근처에 추가로 배사 파이프를 설치하는 것이 바람직하다. 또한 침사효율은 평균 약 95%로 관측되었는데, 비교적 좋은 침사지 설계라 판단된다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.71-71
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• 2011

캣워크는 현수교의 주케이블을 가설을 위해 일시적으로 설치하는 공중작업발판으로 주케이블 가설장비와 작업원 등의 하중을 지지한다. 캣워크는 유연한 구조물로서 풍하중에 상당한 변형이 발생한다. 하지만, 국내외를 막론하고 캣워크의 내풍안정성에 대한 연구는 별로 이루어지지 않았다. 거기에 더하여 캣워크에 작용하는 정적 공기력에 대한 정보도 부족하며, 현재 캣워크 단면에 대한 적절한 풍하중을 산정하지 못하고 경험적인 설계가 이루어지고 있다. 따라서 캣워크의 효율적인 내풍설계를 위하여 풍동실험을 통한 충실률과 공기력계수와의 관계를 알아보는 것이 필요하다. 이를 위하여 축척 1/4인 모형을 사용한 풍동실험을 통하여 메쉬망의 크기를 변화시키면서 충실률에 따른 공기력계수를 측정하고 설계식을 제안하고자 한다. 캣워크는 로프와 아울러 가는 철망으로 아래와 양 옆이 막혀 있다. 즉 바람을 직접 받는 부분인 철망은 가는 원형단면으로 구성되어 있다. 원형 단면의 경우에 레이놀즈 수에 따라 항력계수가 크게 변하는 것으로 알려져 있다. 그러나 가는 원형 단면으로 둘러싸인 캣워크의 항력계수에 레이놀즈 수가 미치는 영향에 대해서는 연구된 바가 없다. 본 연구에서는 캣워크의 공기력계수에 미치는 레이놀즈 수에 대한 영향을 파악하고자 1/4모형과 1/14모형을 제작하여 최대풍속 30m/s까지 변화시켜가면서 공기력계수를 측정하였다. 이때 레이놀즈 수는 최대 20배까지 차이가 나므로 만약 공기력계수가 레이놀즈 수의 영향을 받는다면 확실히 그 영향을 파악할 수 있다. 본 연구에서는 풍동실험을 통해 충실률과 공기력계수와의 관계과 레이놀즈 수의 영향을 살펴보았으며, 정적공기력 계수의 설계식을 제안하였다. 본 연구를 통하여 얻은 결과를 정리하면 다음과 같다. 1. 축척 1/14 및 1/4 모형을 사용하여 다양한 풍속에서 공기력계수를 측정한 결과, 캣워크에 작용하는 정적 공기력계수는 레이놀즈 수의 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 따라서 향후 새로운 형식의 캣워크에 대한 풍동실험을 수행할 경우에 축척에 상관없이 풍동실험 결과를 사용할 수 있을 것으로 판단된다. 2. 풍동실험 결과, 캣워크에 작용하는 정적 공기력계수 중 항력계수와 피칭모멘트계수는 측면 충실률에 따라 달라지고, 영각에 대한 양력계수의 기울기는 하부 충실률의 영향을 받는 것으로 나타났다. 그리고 주케이블이 캣워크 내부에 위치하고 있어도 캣워크의 정적 공기력계수에는 큰 영향을 미치지 않은 것으로 측정되었다. 이를 정리하여 캣워크 충실률에 따른 정적 공기력계수의 추정식을 제안하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.1459-1463
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• 2004

최근 빈번하게 발생하는 기상이변현상의 하나로 발생한 제14호 태풍 "매미"는 한반도 남부지방을 통과하면서 강풍과 해일을 동반하여 해안에서는 해일이 발생하여 평균해수면의 상승과 파의 쳐올림(run up)에 의한 월파량(wave overtopping volume)으로 예상치 못한 침수피해가 속출하였다. 태풍으로 인한 주된 피해로써 특히, 침수피해는 이상고조로 인해 평균수위 상승이 만조와 겹침으로써 기존의 호안, 제방 등의 천단고를 넘어서 파의 쳐올림에 의한 월파량으로 호안 배후지의 침수피해가 발생하게 된다. 이러한 월파현상에서 월파량이 축척되면서 배후지에 축척된 수량에 의해 침수피해가 발생되는 근본적인 원인은 파의 쳐올림의 높이에 비해 호안의 제방 높이가 상대적으로 낮다는 데 있다. 우리나라 매립지의 지반고는 과거에 설계 시공한 인근 매립지의 지반고와 동일한 높이로 하고 있는 데 이러한 개념은 인근 지대와 동일조건을 부여하여 배후지에서 발생할 수 있는 여러 가지 문제점을 해결할 수 있는 장점이 많지만, 이건 설계방범은 해안공학적인 측면이 강조되어 설계되었다기보다 사회 경제적 측면을 강조하여 설계되어 왔기 때문에 이번과 같은 태풍에 대한 방재대책이 될 수 없었던 것이다. 따라서 원만한 방재대책이 수립되기 위해서는 과거의 설계방법을 탈피하여 현지조건을 정확하게 조사한 후 이를 근거로 하는 설계가 요구된다. 본 연구는 해안공학적 측면에 중점을 두고 수행하였다. 첫째로, 태풍 제14호 "매미"의 현황을 파악하여 조석현황과 이상고조, 파고추정의 범위를 결정한다. 또, 부산지방의 피해현장을 조사하여 피해의 유사성을 밝힌다. 둘째로, 송도 매립지 호안 전면에서의 월파현상과 월파량을 검토한다. 셋째로, 대체블록에 대해 간략 계산을 통해 유동성을 검토하였다. 이와 같은 연구과정을 통해 태풍이 내습했을 때 호안 배후지내의 월파량 철상을 2차원 수리모형실험을 통해 재현시켜 검토하고, 월파량을 평가기준으로 축척모형을 해안수리학적인 측면에서 검증하였다. 본 2차원 수리모형실험에서 재현시킨 월파량이 현실적으로 어느 정도의 월파량이 되는지는 계산에 의한 방법으로만 추정할 수 있으며, 여기서는 2차원 수리모형실험을 실시했던 자료를 이용하여 현재까지 알려진 방법으로 몇 가지 경우 즉, 현실적으로 일어날 가능성이 있는 최악의 경우에 대해 계산한 겉과, 동일조건에서 축척이 적을수록 추정 월파량이 많음을 알 수 있었다. 이것은 태풍이 내습하여 현실적으로 발생했던 월파량이 더욱 많았음을 유추할 수 있다. 또한, 태풍과 같은 자연재해, 특히 월파량에 대해 취약한 구조를 가진 호안의 경우 여러 가지 대안 중 인공쇄파대(artifical reef)와 같은 완충지대를 갖는 호안을 축조함으로써 월파량을 감소시키는 대안으로 제시하고자 한다. 본 연구 수행을 통해 태풍 내습시 발생 가능한 자연재해에 대한 사전 방지를 목적으로 태풍피해의 원인을 제시하고 이를 해결하여 현재의 방재대책이 항구적인 방재대책으로 전환될 수 있는 방안 마련의 기초 자료로 활용되기를 기대한다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.874-882
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• 2008

전차선로와 팬터그래프로 이루어진 집전계에서 두 계 사이의 기계적 상호 작용이나 이선과 같은 집전 특성은 직접 현장 시험을 통하여 확인하는 것이 가장 정확하고 확실한 방법이며, 꼭 필요한 것으로 여겨지고 있다. 그러나 고속이 될수록 집전 성능을 직접 현장에서 시험을 통하여 실시하는 것은 경제적으로나 현실적으로 불가능한 경우가 대부분이다. 그래서 대안으로 시뮬레이션 방법이 이용되기는 하나 이것은 현장 시험을 대체하는 방법이 아닌 하나의 보조적인 방법에 불과하다. 그래서 대안으로 컴퓨터를 이용한 시뮬레이션 방법이 이용되고 있다. 그러나 이것은 유용한 방법이긴 하나 현장 시험을 대체하는 방법이 아닌 하나의 보조적인 방법으로 간주되고 있는 것이 일반적인 관점이다. 그래서 실제 속도의 현장 시험에 대한 하나의 대안으로 속도 축척 모형의 집전계 주행시험기를 이용하는 방법이 있다. 이것은 실제 속도의 1/2이나 1/4 정도의 속도에서 시험을 하면서 실제 속도에서의 특성을 확인하는 시험 방법이다. 본 논문에서는 이 속도 축척 모형 시험의 세부적인 시험 방법과 시험 설비에 대하여 알아본다. 그리고 이 방법으로 시험하였을 때 나타나는 성능이 실제 속도에서의 성능을 어느 정도 가깝게 나타내는지를 파악해 보고자 특정 속도와 조건을 선정하여 전차선로-집전계 사이의 동역학 시뮬레이션을 실시하여 보았다. 시뮬레이션 결과 특정 조건이 갖추어진다면 이 속도 축척 모형 시험 방법이 효용성이 있음을 확인할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제7권3호
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• pp.111-119
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• 1987

해안구조물(海岸構造物)의 안정성(安定性)과 사면상(斜面上)의 반사파(反射波), run-up, run-down 등 흐름특성(特性)에 대한 모형(模型)의 축척효과(縮尺効果) 발생(發生) 메카니즘과 그 제어(制御) 방법(方法)을 7종(種)의 축척모형(縮尺模型)에 의해 실험적(實驗的)으로 연구(硏究)하였다. 그 결과(結果), 종래(從來)의 많은 연구자(硏究者)들이 소홀히 해 왔던 구조물(構造物) 내부(內部)의 침투류(浸透流) 특성(特性)의 상사(相似) 여부(如否)가 축척효과(縮尺効果) 발생(發生)의 가장 중요(重要)한 요인(要因)임을 지적(指摘)하였다. 해안구조물(海岸構造物) 가운데서 특히 투과성(透過性) 구조물(構造物)의 축척효과(縮尺効果) 제어(制御)를 위해서는 피복층(被覆層), filter층(層), 피복층(被覆層)에 가까운 core부(部)의 침투류(浸透流) Reynolds수(數)가 각각(各各) Re > $2{\times}10^4$, $Re_f$ > $3{\times}10^3$, $Re_c$ > $1{\times}10^3$인 조건(條件)을 만족하도록 구조물(構造物) 각(各) 층(層)의 축척(縮尺)을 결정(決定)하는 것이 바람직함을 강조(强調)하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.278-278
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• 2019

본 연구의 목적은 수위조건에 따른 댐체의 방류능력을 검토하는 것이 주목적으로 수리모형실험을 통한 수위-유량곡선을 제시하고 이론식으로 도출된 방류량 산정값과의 결과를 검토하는 것이다. 원주천댐은 강원도 원주시 판부면 신촌리 일원에 설치되는 콘크리트 중력식 댐으로 댐길이는 210.0m 이며, 댐높이는 45.5m, 댐마루고는 EL. 239.0m 이다. 홍수시 방류설비로는 21m 길이의 무문식 2열 여수로로 이루어져 있다. 본 연구를 위해 제작된 원주천 댐모형은 수평축척(LH) 1/60, 연직축척(LV) 1/60, 왜곡도 1을 갖는 정상모형으로 제작되었다. 방류능 검토실험은 여수로의 방류량을 검토하는 것으로 수위와 방류량과의 관계를 계측을 통해 곡선으로 제시하는 것이다. 수위는 저수지 상류부 수위(원주천댐으로부터 150 m 상류지점)를 측정하여 수위별 방류량을 계측하였다. 유량의 경우 방류량값의 정확도 향상을 위해 관유량계와 삼각위어를 동시에 사용하여 측정하였다. 수리모형실험 결과 원주천댐의 수위-방류량 곡선은 그림 1과 같이 산출되었다. 이러한 결과를 토대로 원주천댐 설계시 사용되었던 자료를 비교하여 보았다. 원주천댐의 수위별 방류량은 미개척국(USBR)의 'Design of Small Dams'와 "댐 설계기준 해설(2011, 한국수자원학회)"에서 제시한 방법으로 방류량을 산정한 것으로 이들 두 자료를 비교한 자료는 그림 2와 같다. 실험결과 계산식과 수리모형실험을 통해 계측된 방류량은 큰 차이를 보이지 않는 것으로 나타났다. 이러한 결과로 보았을 때 계산식으로 산정된 수위-유량관계식은 충분히 댐운영에 적용할 수 있는 기초자료로 충분할 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회지
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• 제4권3호
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• pp.123-134
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• 1992

본연구는 실물크기의 프리캐스트 콘크리트 판구조물의 부분구조체를 모형화하여 실험한 결과를 분석한 것이다. 구조물의 역학적 특성과 파괴성상을 파악하기 위한 구조실험은 실물크기의 구조물과 부재로써 실시하는 것이 가장 좋은 방법이지만, 이것은 치수가 크므로 공간적으로 제한을 받고 많은 시간과 비용을 필요로 하기 때문에 모형실험을 이용하게 된다. 이러한 모형실험을 최소한의 오차범위내에서 원형실험과 같은 재현하고 예측하도록 실험을 준비하는 데에는 상사법칙이 필요하게 된다. 모형은 무엇보다도 원형과의 응력-변형도 관계 등 구성재료에 대한 상사요구조건을 만족시키는 것이 중요하지만, 본 연구의 대상은 1/3축척으로써 기하학적인 요소와 사용재료에 대한 강도의 상사성만을 고려한 모형이다. 본 연구에서는 이러한 모형구조물의 거동을 원형실험결과와 비교하여 상사성 확보의 문제와 가능성을 조사하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.615-619
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• 2010

4대강 살리기 프로젝트 중 하나인 금강 살리기에는 현재 금남보, 금강보, 부여보가 신설 예정이다. 본 연구에서는 금강 살리기 사업 중 부여보에 대하여 계획홍수량인 100년빈도 유량의 흐름 예측을 위한 1 2차원 수치해석과 수리적인 형상을 실제 흐름으로 관찰하기 위한 수리모형실험을 실시하여 부여보의 치수안정성을 검토 및 분석하였다. 본 연구를 위하여 1차원 수치해석은 HEC-RAS모형, 2차원 수치해석은 SMS RMA2 모형을 사용하였다. 수리모형 실험은 부여보 기준 상 하류 3km 구간에 대하여 축척 1/60 정상모형으로 제작하였다. 그 결과 부여보 상 하류구간에서 원활한 흐름특성이 나타났으며, 100년빈도 유량에 대하여 수치해석과 수리모형실험 모두 계획홍수위를 넘지 않는 것으로 나타났다.