• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.472-477
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• 2017

기름 유출로 인한 피해는 수질환경 및 생태계를 단시간에 파괴할 뿐만 아니라 한번 오염이 되면 회복하는데 상당한 시간이 걸리고 회복이 어려우며, 지속적으로 나타난다. 때문에 해양이나 하천, 담수 등의 기름유출을 모니터링할 수 있는 오일 검출기의 필요성이 매우 높다. 오일을 검출할 수 있는 기술로는 크게 접촉식과 비접촉식으로 구분할 수 있으며, 접촉식으로는 Conductivity, Capacitance, Microwave 등이 있고 비접촉식으로는 Infrared, UV, Laser, Optic, Radar 등으로 구분할 수 있다. 수면 위에 있는 오일을 측정하기 위해서는 파고 및 너울, 빛의 산란, 온도, 염도 등 여러 가지 관측의 장애가 존재하기에 측정하고자 하는 환경에 맞는 오일 검출기를 선택하여 사용해야 한다. 본 논문에서는 접촉식 방식으로 정유회사 및 유화회사, 발전소 등의 오일 관련 업종에서 사용할 수 있는 오일 검출기를 구현하였다. 장비의 구성은 수면 위에 띄워 놓는 센서 모듈과 센서 모듈에서 들어오는 신호를 가공하여 표시하는 제어기로 구분하며, 센서를 통하여 오일의 유무를 판별하고 더 나아가 오일의 양과 오일의 종류에 따른 유전율의 변화를 관측하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제32권6호
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• pp.434-445
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• 2020

본 연구는 장주기 파의 항내 수면진동 대책과 수질 문제를 동시에 고려하기 위하여 투과방파제를 활용하는 수면진동 저감 방법을 실제 해역에 적용하고 Boussinesq 파랑모델을 이용하여 저감 효과를 수치적으로 검토한 것이다. 본 연구에서는 중력외파에 의한 항내 수면진동 문제가 빈번히 발생하는 동해안의 묵호항을 연구대상으로 하였으며, 5년간의 장기 파랑관측 자료를 분석하여 파악한 묵호 수역의 중력외파는 주기는 40 s~70 s 사이에 집중 분포하였고 파고는 0.1 m 이하가 분석대상 자료의 94%이었다. 저감 목표 주기는 항내 수면진동 해석을 실시하여 첨두 주기 68.0 s로 결정하였으며, 가장 효과적인 수면진동 저감 방법은 항 외측에 투과율 0.3의 투과방파제를 도제로 설치하고 항내 안벽의 일부 구역을 파랑에너지흡수 구조형식으로 교체하여 중력외파에 의한 반사율을 0.9 이하로 하는 방법이었다. 이 방법의 진폭 감소율은 27.4%이었다. 그리고 투과방파제의 투과율 차이가 중력외파에 의한 항내 수면진동의 진폭 감소율에 미치는 영향은 크지 않았다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권5호
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• pp.594-604
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• 2021

신지명사십리 해수욕장에서 해빈침식의 원인을 파악하기 위해, 2019년 3월부터 2020년 3월까지 조석, 조류 및 파랑과 같은 외력과 표층퇴적물에 대한 현장조사가 계절별로 수행되었다. 그리고 이들 외력에 반응하는 해빈의 변화양상을 파악하기 위해, 정기적으로 해안선 및 해빈표고가 측량되었고, 과거에 간헐적으로 수행되었던 측량자료도 분석에 활용되었다. 대상해역에서 조류는 해빈변화에 영향을 줄 만큼 충분하지 않았으나, 남측으로 열려있는 이 해역에서 유의파고 1m 이상의 입사파들은 모두 S ~ SE 파향으로 춘하추계에 출현하였으며, 유의파고 2m 이상의 고파랑은 하추계에 태풍의 영향으로 나타났다. 이에 따라 태풍의 영향이 2년 동안 없었던 2018년 7월의 해빈면적은 2019년 3월에 비해 30,138m² 증가해 있었고, 이후 2차례의 태풍의 영향을 겪었던 2020년 3월은 해빈면적이 61,210m²가 줄어든 것으로 나타났다. 그리고 2018년 7월 이후 2차례의 태풍 내습이 있었던 2019년 3월은 5.4%의 해빈체적이 감소한 상태였고, 이후 2019년 9월까지 다시 2차례의 태풍내습에 의해 해빈체적이 7.3% 감소하였으며, 2020년 3월은 해빈체적이 4.4% 감소로서 추동계동안 다소 회복되는 경향을 보였다. GSTA에 의한 퇴적물 이동벡터는 해빈중앙의 소하천으로 부터 토사가 약하게 유입되며, 서측해빈에서 이동경향은 두드러지게 나타나지 않으나, 동측해빈에서 육상역의 토사가 바다쪽으로 그리고 동측에서 서측으로 퇴적물이 이동하는 경향이 아주 우세하게 나타났다. 이러한 퇴적물 이동경향벡터는 해빈에 대해 반시계방향으로 24° 기울어져 있어 연평균파향의 파랑이 입사할 때 서향의 해빈류가 발달하는 것으로 설명할 수 있었다. 이에 따라 서측해빈역은 모래가 풍성하지만, 동측해빈역은 표사공급원의 부재로 자갈이 드러나고 곳곳에 사구포락이 발생하는 것과 같은 침식이 심각하였다. 따라서, 이같은 토사이동구조를 가진 동측해빈역에 양빈과 같은 새로운 표사원을 조성하고, 동측해안 끝단역에서 입사파를 저감시키는 것과 같은 노력이 필요할 것으로 판단되었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.342-354
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• 2008

다양한 파랑 관측 및 후측 자료를 이용하여 한국 연안의 심해파 통계 특성을 연구하였다. 설계파에 준하는 큰 파랑에 대해서는, 유의파고와 유의파주기 사이의 관계에 대하여 1977년 Shore Protection Manual 공식과 2003년 Goda 공식의 평균값을 사용하는 것이 바람직하다. 일정한 유의파고에 대하여 평균값으로 무차원화 시킨 유의파주기의 표준편차는 해역과 유의파고의 범위에 따라 0.04부터 0.21까지 변하며 전형적인 값은 0.1이다. 한반도 주변 106개 연안 격자점에서의 심해 주파향의 평균과 표준편차를 제시하였다. 비교적 큰 파랑에 대한 방향분산계수 $s_{max}$의 확률밀도함수는 대수정규분포로 표시된다. 우리나라 연안에서 가장 적합한 주파수 스펙트럼은 TMA 스펙트럼이다. 스펙트럼 첨두증대계수 $\gamma$의 확률밀도함수 또한 대수정규분포로 표시되며, 북해에서의 값과 비슷한 2.94의 평균값을 보인다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.245-251
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• 2005

연안 및 항만시설물의 설계에서 심해 설계파 및 풍속은 매우 중요한 설계 파라메타이다. 특히, 최근 부각되고 있는 방재공학 측면에서 이러한 정보에 대한 분석단계는 필수적이라 할 수 있다. 본 연구에서는 완도관측소의 기상연보에서 제시한 1978년부터 2003년까지의 풍속자료와 한국해양연구원 파랑정보시스템에서 제공하는 16방향별 최대 유의파 산출자료를 이용하여 극치분석을 수행하였다. 특성분석에 사용된 극치분포함수는 Weibull, Gumbel, Log-Pearson Type-III, Normal, Lognormal, Gamma 분포이며, 각 분포함수의 매개변수는 모멘트법, 최우도법 그리고 확률 가중 모멘트법으로 추정하였다. 또한, 극치분포함수의 적함성은 5${\%}$의 유의수준 즉, 95${\%}$신뢰도 수준으로 $x^{2}$및 K-S 검정을 실시하였다. 그 결과, 한국 남서연안의 심해 설계파고는 Gumbel 분포형이 가장 적합한 모형으로 파악되었으나, 본 연구의 대상영역에 적합한 모형은 각각의 극치자료에 따라 선정된 확률분포에 의해 다르게 나타났다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.281-294
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• 2015

해상 풍력발전체 최적설계에 필요한 파력과 풍력의 비선형 상쇄 간섭 생성기작을 규명하기 위해 5MW급 해상풍력 발전체를 대상으로 1/50 scale로 수리모형실험을 수행하였다. 해상풍력 발전체의 하부구조물은 시공이 용이하여 가장 선호되는 mono pile로 선정하였다. 돌풍은 Kaimal 스펙트럼과 상호스펙트럼에 기초한 Monte carlo 모로 재현하였으며, 모의결과를 토대로 순간 최대풍속은 10 m/s로 조정하였다. 파고는 해상풍력 시범단지가 예정되어있는 우리나라 서해안 해역의 파황을 고려하여 $H_s=0.1m$, 0.15 m, 0.2 m로 선정하였다. 수리모형실험 결과, 파력과 풍력의 비선형 상쇄 간섭은 해역이 거칠수록 보다 확연하게 관측되었으며, 이러한 결과는 해수면 요철로 인해 대기와 해수면의 경계에서 출현하는 Large eddy가 비선형 상쇄 간섭의 생성 기작이라는 우리의 추론을 뒷받침한다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제19권4호
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• pp.313-319
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• 2007

장기간의 극치 및 평상시 파고는 연안 및 항만구조물의 계획 및 설계에서 매우 중요한 환경인자이다. 그러나, 한국 연안 심해파의 관측 자료가 한정되어 있기 때문에, 심해설계파의 정보는 기상정보로부터 사후추정 한 장기간의 파랑자료를 이용하고 있다. 본 연구에서는 한국해양연구원(2003)에서 제시한 1979년부터 1998년까지의 한국연안 67개 지점의 16방향별 최대 유의파 산출자료를 이용하여 극치분포 분석을 수행하였다. 특성분석에 사용된 극치분포함수는 FT-I과 Weibull 분포이며, 각 분포함수의 매개변수는 Goda(2004)의 방법을 이용하여 추정하였다. 또한 Goda and Gobune(1990)가 제안한 MIR 값을 산정하여 가장 적합한 확률분포형을 결정하였다. 분석결과 FT-I 분포가 886개 지점, Weibull(k=0.75) 분포가 81개 지점 및 Weibull(k=1.00) 분포가 105개 지점의 확률분포형으로 적합한 것으로 판단된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제26권2호
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• pp.81-95
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• 2014

본 연구에서는 동해안의 너울성파랑을 예 경보하기 위한 기초단계로 동해 폭풍파랑의 특성을 분석하고, 수정 WAM모형을 이용해 이를 재현하였다. 본 연구의 파랑관측자료분석 결과에 의하면, 동해 심해역의 파랑은 NE계열의 파랑이 지배적이었으나, 폭풍파랑은 N계열의 출현율이 가장 높은 것으로 나타났다. 이외에 N 및 NNE 계열의 폭풍파랑에 대한 유의파고는 NE 계열 폭풍파랑의 유의파고보다 더 큰 것으로 분석되었다. 그러나 긴 취송거리에 의하여 유의파주기는 NE계열의 폭풍파랑의 유의파주기가 N또는 NNE계열의 유의파주기보다 크게 나타났다. 효과적인 동해역 폭풍파랑 예 경보를 위해 5분의 공간격자간격에 기반한 수치모의실험을 구축하고, 이를 2013년의 주요 폭풍파랑에 적용하였다. 본 연구의 수치모의실험 결과를 심해 및 천해 파랑측정 자료와 비교한 결과 전반적으로 잘 일치하였다. 그러나 천해역의 경우 수심 및 바람장의 해상도가 부족하여 수치모의의 정확도가 약간 떨어지는 것을 알 수 있었다. 본 연구진이 개발한 수정 WAM모델은 음해법을 사용하여 기존 WAM모형보다 10배 정도 빠르게 동해 폭풍파랑의 수치모의 계산을 수행할 수 있었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제32권4호
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• pp.273-283
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• 2020

2012년 서해에 내습한 태풍 볼라벤에 의해 발생한 폭풍해일과 파랑을 일본 기상청의 JMA-MSM 기상 예보 자료를 이용하여 수치모의하고, 계산된 해일고를 전국 해안의 항만에서 관측된 폭풍해일 자료와 비교하였다. 폭풍해일과 동시에 발생하는 파랑에 대해서는 해양조사원과 기상청에서 운영하는 해상 파고부이 자료와 비교하여 검증하였다. 기상자료에 따른 폭풍해일과 파랑의 특성을 파악하기 위해 미국 합동태풍경보센터인 JTWC에서 제공하는 best track을 이용하여 생성된 기압장과 바람장을 이용한 수치모의를 수행하고 비교하여 분석하였다. JMA-MSM 기상장은 지형과 선행 배경 기상장이 잘 반영되어 태풍 통과 전후의 전 기간에 걸쳐 파랑과 폭풍해일을 비교적 잘 재현한 반면, JTWC best track을 이용하여 생성된 기상장은 태풍 영향 구역이 협소하여 파랑과 해일고의 시간적 변화 등 전반적인 추세를 반영하지 못하는 등 한계가 있었다. 이 연구를 통하여 폭풍해일과 파랑을 추산하기 위해 신뢰도 높은 기상장이 필수적임을 알 수 있었다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 추계학술대회 논문집(제1권)
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• pp.57-62
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• 2006

동북아의 허브항만으로 건설중인 부산신항만은 태풍 매미로 인해 480억원에 이르는 큰 피해를 입었다. 국내의 현행 항만설계기준을 보면 항만 정온도 기준은 선박규모별 항내 한계파고만이 규정되어있다. 그러나, 항만의 연중 이용일수를 나타내는 항만 가동률은 화물을 싣고 내리는 하역작업의 효율에 달려있으며, 하역효율은 다시 접안선박의 파랑에 의한 동요 및 하역기계의 성능에 따라 결정된다. 선박의 동요는 파고뿐만 아니라 주기에 따라서도 충분히 달라질 수 있으며 해 ${\cdot}$ 조류, 바람 등의 외력조건, 계류시스템의 특성과 선박의 제원 등의 복합적인 요인에 의하여 결정된다. 본 연구에서는 수치실험 및 관측 자료를 통해 평상시의 항만 가동률을 산정하고자 한다. 특히, 부산신항만의 개발초기단계에서의 계획으로부터 수심을 증심시킴과 아울러, 매립범위 및 해안선 형태 등 다양한 변화가 건설과정에서 나타났고 이를 본 연구에서 반영하여 상세해역과 장래 개발해역 둥에서 항만가동율을 재산정하였다. 파랑변형과정의 이해와 분석을 돕기 위하여 관련해역에서 정상상태 스펙트럼모델과 확장 완경사 파랑 모델을 부산신항역에 적용하여 항만반응 특성을 분석하였다.