• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.205-205
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• 2022

본 연구에서는 심해 선형파 조건에서 수중 투과성 방파제 주변의 유속장에 대해 nonhomogeneous Riemann-Hilbert problem을 이용한 해석해 및 수치해를 도출하고, 이를 반사계수와 투과계수를 산정하는 데에 활용한다. 여러 개의 얇은 투과성 판이 일렬로 배열되어 수중에 고정되어있고 규칙파가 작용하는 경우, Riemann-Hilbert problem을 정의할 수 있다. 본 연구에서는 얇은 판으로 이루어진 수중 방파제에 대한 homogeneous Riemann-Hilbert problem을 푸는 것을 넘어, 투과성 판으로 이루어진 수중 방파제에 대해 nonhomogeneous Riemann-Hilbert problem을 정의하고, 이에 대해 무한경계조건과 판 근처에서의 유속장 경계조건을 이용해 해석해를 유도하였다. 투과성 방파제의 경우 permeable boundary를 가지므로 제시한 상황은 기하학적 비선형성을 지닌다. 이에 대해 투수성을 기초로 미소 매개변수를 정의하고, 섭동법(perturbation method)을 이용해 유속장에 대한 leading order solution과 first order solution을 도출하였다. Leading order solution은 Evans (1970) 등의 선행연구에서 제시한 해와의 비교를 통해 그 타당성을 검증하였고, First order solution을 이용해 반사계수와 투과계수를 산정하여 방파제의 투수성이 유속장에 미치는 영향을 고려하였다. 아울러 수치해를 도출하여 해석해의 결과와 비교 및 분석하였다. 본 연구에서 제시한 해석해는 방파제에 가해지는 힘을 산정하는 등 다양한 방향으로 활용 가능하며, 향후 수치해나 실험값을 비교, 검증하기 위한 기초 자료로써 활용될 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.2170-2174
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• 2008

기후상승으로 해수면의 상승으로 인해 삼면이 바다로 둘러싸인 지형적 특성을 가진 우리나라 연안에 파도로부터 시설물의 보호가 중요한 요인으로 꼽히고 있다. 파의 에너지를 저감하여 연안에 위치한 시설물 보호에 많은 연구가 진행되고 있다. 여기서 다루게 될 수중방파제와 다공성 소파장치는 반사와 수심의 변화에 따른 분산효과로 입사파의 에너지 감소를 통해 연안에 위치한 구조물과 배후시설에 대한 피해를 줄이는데 주목적이 있다. 사다리꼴 수중방파제의 전 후면의 기울기를 변화시키며 장주기파의 입사파와 투과파에 대한 연구가 Chang과 Liou(2004)에 의해 연구되었고, 수직 다공성 소파장치의 두께를 변화하며 반사계수와의 상관 관계에 대한 연구가 Madsen(1983)에 의해 진행되었다. 본 연구에서는 해석해를 통해 수중방파제와 다공성 소파장치가 있는 경우에 투과파와 소파장치 전 후면에서의 처오름 높이의 변화에 대해 알아보고, 그에 따른 관계를 알아보고자 한다. 구간은 각각 수심이 일정한 지역과 변화하는 지역, 다공성 소파제가 있는 지역으로 설정하여 각 구간마다 해석해를 적용하여 파고를 측정하였다. 측정된 파고를 이용하여 투과율은 수중방파제를 통과한 입사파와 투과파의 관계를 통해 측정할 수 있다. 수중방파제를 투과한 파는 다공성 소파장치를 통과하면서 파고가 급감하는 현상을 다공성 소파장치 전 후면에서 측정되는 파고를 통해 알 수 있다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2009년도 정기 학술발표대회
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• pp.87.2-87.2
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• 2009

• 한국수자원학회논문집
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• 제36권5호
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• pp.741-749
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• 2003

본 연구에서는 사다리꼴형상 투과성 수중방파제에 의한 정현파의 Bragg반사에 대해 수리모형실험과 수치모형실험을 수행하였으며, 두 실험결과를 비교하였다. 수치해석에 적용된 모형에서는 공간 평균된 Wavier-Stokes 방정식을 투과체 내에서의 지배방정식으로 사용하였고, 자유수면변위를 추적하기 위해 VOF기법을 적용하였다. 수리실험결과와 수치해석결과는 비교적 잘 일치하였으며, 투과성 수중방파제에 의한 반사계수는 불투과성에 비해 낮게 나타나고, 방파제의 배열이 증가함에 따라 반사계수는 증가함을 보였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2009년도 정기 학술발표대회
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• pp.86.1-86.1
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• 2009

• 한국수자원학회논문집
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• 제36권3호
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• pp.447-454
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• 2003

본 연구에서는 유한요소법을 이용하여 일정 수심상에서 사각형 형상의 불투과성 수중방파제에 의한 파랑의 Bragg 반사를 수치적으로 고찰하였다. 유한요소법에 의해 계산된 반사율은 수리모형실험을 통해 얻어진 결과와 비교하였을 때 비교적 잘 일치하였으며, 고유함수전개법에 의한 결과와도 좋은 일치를 나타내었다. 그밖에 본 연구에서 개발된 모형은 불투과성 수중방파제의 폭과 길이의 변화에 따른 반사율 계산에 적용되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2003년도 학술발표회논문집(2)
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• pp.1043-1046
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• 2003

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.2094-2097
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• 2007

본 연구에서는 사석경사제의 전면부에 불투과성 수중방파제를 설치하여, 불규칙파의 반사에 대한 수치모의와 수리모형실험을 수행하였다. 수치해석 모형에는 Reynolds Averaged Navier-stokes (RANS) 방정식을 지배방정식으로 사용하였고, 난류해석을 위하여 $\kappa-\varepsilon$ 방정식을 사용하였다. 자유수면변위의 정확한 예측을 위하여 VOF 기법을 적용하였다. 수리모형실험은 한양대학교 수리실험실의 조파수로에서 수행되었다. 본 연구에서는 입사파랑으로 불규칙파를 조파하였으며, Bretsch neider-Mistuyasu 스펙트럼을 목표스펙트럼으로 하여 재현하였다. 반사율의 산정에서 입사파와 반사파를 분리하기 위하여 수치모형실험에서는 3점법을 사용하였고, 수리모형실험에서는 2점법을 사용하였다. 수치모의를 통하여 예측된 반사율과 수리모형실험에서 관측한 결과는 서로 잘 일치하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제37권9호
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• pp.729-736
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• 2004

본 연구에서는 사각형 형상 불투과성 수중방파제를 통과하는 불규칙파의 반사를 고유함수전개법을 이용하여 해석하였으며, 수리모형실험 결과와 비교하였다. 불규칙파는 다수의 규칙파의 중첩으로 구성하였으며, 각각의 규칙파의 해석결과를 합성하여 반사율을 산정하였다. 고유함수전개법에 의한 해석결과는 수리모형실험에 의한 결과와 잘 일치하였으며, 불규칙파 역시 Bragg 반사 조건에서 공명현상에 의해 반사율이 크게 증폭되었다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제19권1호
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• pp.29-37
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• 2007

본 연구에서는 고유함수전개법을 사용하여 다열 불투과성 수중방파제를 통과하는 다방향 불규칙파랑의 통과와 반사를 계산하였다. 입사하는 다방향 불규칙파랑은 Bretschneider-Mitsuyasu 주파수 스펙트럼과 Mitsuyasu 타입의 방향스펙트럼을 사용하여 재현하였다. 첨두주파수의 Bragg 반사 조건에서 강한 반사가 발행하였다. 수중 방파제가 3열이고, 상대높이가 0.6일 때 입사하는 다방향 불규칙파 에너지의 25% 이상이 외해로 반사되었다. 그리고, 최대분산계수 $s_{max}$가 증가할 경우, 다방향 불규칙파랑의 반사율도 증가하였다.