• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.22 no.1
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• pp.10-17
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• 2010

The interaction of oblique incident waves with a porous dual semi-cylindrical structure is investigated under the assumption of linear potential theory. The porous dual semi-cylindrical structure consists of two concentric bottom-mounted cylindrical structures that are porous in front half and transparent in back half. By changing porosity, gap, and wave characteristics(wave frequencies, incidence angle), the wave blocking performance as well as the wave loads and the wave run-up are obtained. As a convenient measure of overall wave blocking performance, the root mean square(R.M.S.) of the wave elevation in a sheltered region is used. It is found that the porous semi-cylindrical structure may significantly reduce the wave response in a sheltered region and the wave forces decrease largely compared to the impermeable structure. The dual structure is more effective in reducing the wave response in a sheltered region than the mono type in the region of high frequencies.

• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.18 no.5
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• pp.7-14
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• 2004

The interaction of incident manochromatic waves with an array of N surface-piercing porous dual cylindrical structures is investigated in the frame of three-dimensional linear potential theory. The dual cylindrical structure is camposed of concentric two cylinders. The exterior cylinder is porous and the interior cylinder is impermeable. The fluid domain is divided into N+1 regions i.e. a single exterior region and N interior regions. The diffraction potentials in each region representing the scattering of incident waves by an array of porous cylindrical structures are expressed by the Fourier Bessel series. The unknown coefficients in each region are determined by applying the porous boundary condition and continuity of mass flux at the matching boundary. It is found that an array of porous cylindrical structures reduces both the wave forces and the wave run-up, and shows the excellent performance of wave blocking. The results show that various types of breakwater exchanging seawater are prospective by controlling the porosity and the configuration of cylindrical structures.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.93-93
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• 2022

최근 이상기후로 인하여 우리나라 산림에 태풍 및 국지성 호우가 빈번히 발생하고 있다. 이로 인해 사면재해가 많이 발생하고 있으며 그 중 호우로 인한 많은 양의 물과 함께 토석 및 부유물이 중력에 의해 경사면을 따라 흐름 형태를 보이는 토석류 재해는 속도가 매우 빠르고 파괴적이며 그 결과는 비참하기까지 하다. 더구나 인구밀도가 낮은 산지 계곡부 뿐만 아니라 도시지역에서도 토석류 재해가 빈번히 발생하며 국내 및 해외에서도 토석류에 의한 피해사례는 자주 볼 수 있다. 이러한 토석류 재해의 피해를 줄이고자 토석류의 유동성을 저감시키기 위한 대책구조물의 시공이 많이 이루어지고 있으며 최근에는 투과형 구조물 중 하나인 원통형 기둥구조물을 그룹 형태로의 시공하는 경우가 늘어나고 있다. 토석류와 대책구조물 간의 상호작용은 월류(overflow), 쳐오름(run-up), 역류(backwater) 등의 복잡한 흐름 거동을 보인다. 하지만 원통형 대책구조물에 대한연구가 많이 이루어져 있지 않고 대규모 실험 또한 비용이 많이 소요되고 실행하기도 어렵다. 이 연구는 오픈소스 소프트웨어인 OpenFOAM을 사용하여 원통형 대책구조물의 설치 조건에 따라 토석류 흐름에 미치는 영향을 분석하였다. 짧은 시간 내에 흐름이 발생하고 비뉴튼 유체 특성을 갖는 토석류의 유효전단응력이 난류전단응력에 비해 상당히 크므로 난류의 영향은 무시하였다. 계산된 수치모의의 결과를 같은 규모로 시행한 실험결과와 비교분석 및 검증하였다. 공학학적 문제에 적용 가능하도록 비교적 낮은 해상도의 계산 격자를 사용했지만 실험에서 보여지는 토석류의 흐름거동을 양호하게 재현했으며 원통형 대책구조물의 배치조건에 따라 토석류 선단부 유속의 감소 정도 및 시간에 따른 흐름깊이 변화를 분석할 수 있었다. 이 연구는 다양한 조건을 가지는 토석류 흐름을 해석하는데 유용하게 활용할 수 있으며, 추후 복잡한 실제지형 조건을 고려하는 연구를 통하여 적용성을 확보하고자 한다.