• 한국해양학회지:바다
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• 제15권2호
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• pp.62-67
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• 2010

2008년 2월 24일 동해안에 출현한 너울은 3명의 인명 사고를 발생시켰으며 또한 일본의 서쪽 해안에서도 피해가 나타났다. 최근에 그 강도가 점점 강해지는 동해의 너울에 의한 사고를 줄이기 위해서는 향후 그 발생 시간과 위치에 대한 보다 정확한 예보가 필요하다. 본 연구에서는 동해에서의 파랑 예보의 정확성을 검증하기 위하여 SWAN 파랑 모델을 이용하여 2008년 2월 발생한 동해의 너울을 예측하고 검증하였다. 모델 결과는 파랑 관측 자료뿐만 아니라 한국기상연구소가 ReWW3를 사용하여 생산한 자료와도 비교 하였으며 특히 동해안의 두개의 파랑 관측소에서 획득한 주파수 스펙트럼과의 비교 분석도 수행하였다. 그 결과 파고 분포와 발생 시간은 유사하게 나타났지만 주파수 스펙트럼의 형태에 있어서는 차이가 나타났다. 너울에 대한 보다 정확한 예보를 위해서는 보다 많은 현장 관측 자료와의 비교 분석이 필요하며 특히 동해에서의 너울 특성 연구를 위해서는 파향 스펙트럼 관측 자료가 필요하다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.148-156
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• 2008

심해역 파랑모형인 WAM에 쇄파와 삼파 상호작용을 추가하여 모형의 적용영역을 천해역으로 확장하였다. 확장된 모형의 검증을 위해 Chawla et al.(1998) 과 Beji and Battjes(1993)의 수리모형 실험에 본 모형을 적용하여 천해역에서의 파랑변형 및 비선형 3파 상호작용의 수치모의 기능을 확인하였고, 계산된 수치모의 결과들은 수리실험의 계측결과와 잘 일치하였다. 그리고 실제 해역에서의 적용성을 검토하기 위해 태풍 매미에 대한 파랑 모의에 적용하였고, 계산 결과를 거제, 부산, 울산에서의 관측치와 비교하였는데 만족스러운 일치를 보여주었다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제6권1호
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• pp.12-22
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• 1994

외력에 의해 생성된 일정 수심 위를 전파하는 파랑변위의 시간변화를 점근 근사법을 사용하여 분석하였다. Stationary Phase 방법, Steepest Descents 방법 그리고 선두파랑 근사법을 사용하였다. 1차원 파랑과 2차원 파랑의 해면변위에 대한 근사법을 검증하기 위해 근사식과 수치적분으로 계산한 변위를 도시하였다. 파고 감소율에 대한 기존의 결과인 1차원 선두파랑의 감소율은 t$^{-1}$3/, 후속파랑은 t$^{-1}$2 그리고 2차원 후속파낭은 t$^{-1}$로 이들 근사식의 타당함을 입증하였다. 그러나 2차원 선두파랑의 감소율은 기존 Kajiura의 결과인 t$^{-4}$ 3/과 다른 t$^{-5}$6/이 적합함을 나타내었다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제13권3호
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• pp.189-194
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• 2001

본 연구에서는 경계요소법을 이용한 파랑의 통과와 반사에 대하여 다루었다. 특히 파랑이 복합졍현파형 지형을 통과하는 경우 그 때의 반사율과 일종의 공명현상인 Bragg 반사에 대하여 고찰하였다. 해석결과의 검증을 위하여 고유함수전개법에 의한 트렌치 지형에서의 통과율과 반사율 값과 비교하였으며, 복합정현파형 지형에 적용하여 기존의 수리실험, 고유함수전개법 및 확장형완경사방정식에 의한 결과와 비교하였다. 그 결과 기존의 연구결과와 비교적 잘 일치하고 있음을 확인할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제7권3호
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• pp.155-164
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• 1987

구조물(構造物)의 안정성(安定性)과 파랑제어기능(波浪制御機能)을 고려(考慮)한 새로운 사석구조물(捨石構造物) 설계법(設計法)을 제안(提案)하였다. 이 설계법(設計法)은 임의의 파랑조건하(波浪條件下)에서 파랑(波浪)의 반사(反射) 및 run-up을 저감(低減)시키고, 안정성(安定性)을 증대(增大)시키는 설계개념(設計槪念)을 가졌다. 설계식(設計式)은 허용파괴율(許容破壞率)과 안정성(安定性)에 대한 파군특성(波群特性)의 영향(影響) 도입(導入)하여 유도하였으며, 이에는 해안파(海岸波)의 평균(平均) run-sum이라는 새로운 외력개념(外力槪念)이 사용(使用)되었다. 마지막으로 이 새로운 설계법(設計法)에 의한 일양단면(一樣斷面)과 복합단면(複合斷面) 사석구조물(捨石構造物) 설계예(設計例)로부터 이 설계법(設計法)의 유용성(有用性)과 이점(利點)을 검증(檢證)하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제3권3호
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• pp.170-175
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• 1991

지형에 의한 파랑의 반사율을 계산하기 위하여 혼합 경계적분 요소법(HBIEM)을 사용하였다. 선형요소를 사용한 수치모델의 결과를 기존의 결과와 비교하여 정확도를 검증한 후 입사 파랑의 조건에 따른 반사율과 투과율을 계산하였다. 계단식 지형에 대한 본 모델의 결과는 기존의 결과에 잘 부합되었으며 계단식 지형의 반사율은 수심이 깊어짐에 따라 단조 감소하나 일정한 수심위에 놓인 sinusoidal 둔덕의 반사율은 수심이 깊어짐에 따라 증가하여 최고점에 이른 후 다시 감소하는 형태를 보인다. 한편 두 재의 둔덕(hump)에 의한 반사율은 상호작용에 의해 그 형태가 현저하게 바뀌며 파랑조건에 따른 반사율이 도시되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.222-222
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• 2023

오픈 소스 유체역학 소프트웨어인 OpenFOAM은 다양한 유체 흐름에 적용 가능한 프로그램들로 구성되어 있다. 이 중 interFoam은 밀도가 다른 두 유체(i.e., 물, 공기) 간의 경계를 추적하는 기법을 기반으로 한 프로그램으로, 파랑의 거동 모의에 주로 쓰이고 있다. 파생형 프로그램으로는 동격자(dynamic mesh) 및 중첩 격자 기법(overset grid method)을 interFoam에 추가한 overInterDyMFoam이 있다. 두 기법을 사용하면 각각 여러 영역에서 유체흐름과 다중 물체 간의 상호작용을 효율적으로 모의할 수 있다. 본 연구에서는 overInterDyMFoam을 사용하여 두 개 수문의 개방 움직임을 구현하고 생성된 파랑이 포말대(swash zone)에 접근하였을 때의 흐름 특성을 조사하였다. 수치모형실험 결과 수문 개방 속도가 댐 붕괴 파랑 흐름 전파속도에 영향을 미치는 사실을 발견하였다. 또한, 처오름과 처내림의 상호작용에 의한 난류 운동 특성을 조사하기 위해 수문 개방시간 간격을 0초~3초로 설정하였다. 수치모형실험 결과는 수리모형실험의 수면 변동 시계열과 속도 시계열 결과와 비교하여 모형의 정확성이 검증되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.43-43
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• 2011

최근 컴퓨터 기술의 발전으로 수심방향으로 완전한 운동방정식인 Navier-Stokes 방정식을 이용하는 3차원 수치모형에 의한 연구가 기초과학 분야인 수학에서부터 공학은 물론 의학 분야까지 광범위하게 진행되고 있다. 3차원 수치모형을 이용한 연구는 이론적으로 매우 우수하긴 하나 정확도 높은 결과를 얻기 위해서는 매우 조밀한 격자를 필요로 하기 때문에 아직까지 막대한 계산시간이 필요하다는 단점이 있으나 근래의 컴퓨터 기술이 엄청난 속도로 발전하고 있는 점을 감안할 때 적용 가능성은 계속 높아지고 있다. 이러한 흐름에 따라 해안공학 분야에서도 3차원 수치모형을 이용한 다양한 연구가 시도되고 있다. 복잡한 해안구조물로 인한 파랑변형 및 구조물의 안전성 등을 검토할 때 기존의 평면 2차원 수치모형이나 연직 2차원 수치모형으로는 재현이 힘들어 상대적으로 수치모형을 활용한 연구의 효용성이 낮았던 것에 비해 3차원 수치모형을 활용할 경우 복잡한 지형 및 구조물의 형상을 재현할 수 있기 때문에 좀 더 유용하게 사용될 수 있다. 한편, 파랑변형을 다루는 수치모형실험을 수행할 때 외부조파를 사용할 경우 구조물이나 지형에 의해 반사되어 나온 파랑이 조파지점에 도달할 때 실험영역으로 재 반사되는 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위해 내부조파기법의 개발에 대한 연구가 필수적이었으며, 2차원 수치모형을 중심으로 그 연구가 매우 활발하게 진행되어 왔으나 Navier-Stokes 방정식 모형의 경우 상대적으로 연구가 미흡하였다. 본 연구에서는 3차원 Navier-Stokes 방정식 모형에서 내부조파기법을 도입하여 목표 파랑을 조파하였다. 수치모형은 Navier-Stokes 방정식을 엇갈림 격자체계에서 계산하는 유한차분모형으로 자유수면 추적에는 2차 정확도의 VOF(volume-of-fluid) 기법을 사용한다. 수치모형실험 결과를 일정한 수심을 전파하는 정현파의 해석해와 비교하였으며, 수치모형실험 결과가 비교적 정확하게 목표 파랑을 조파할 수 있음을 검증하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제28권6호
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• pp.350-360
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• 2016

겨울철 해운대 해역에서 발생하는 파랑 및 흐름에 대한 공간적 변화특성을 살펴보기 위하여, 평면 2차원 파랑변형 모델(SWAN)과 수심평균 2차원 해수유동 모델(Delft3D)을 사용하여 수치실험을 수행하였다. 2014년 2월 중 해운대 여러 정점에서 관측한 현장자료를 사용하여 수치모델을 검증하였다. 두 모델의 보정결과로부터 발견된 파랑 및 흐름의 특징 중 하나는, 해저면에 곳곳에 돌출되어 자리잡고 있는 암반지형의 영향으로 파고 및 파향 뿐만 아니라 유속 및 유향도 만내로 들어올수록 외해역과 다르게 크게 변형되어 나타난다는 것이다. 두 모델의 커플링을 통하여 겨울철 입사파를 고려한 연안 해수유동 모델링 결과, 해안선 인근 천해에서는 겨울철에 발생하는 동쪽(E)계열의 입사파의 영향으로 파고가 높을수록 동에서 서로 흐르는 연안류도 크게 발달하고 조석에 의한 조류의 세기는 상대적으로 약한 것으로 나타났다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제24권5호
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• pp.333-342
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• 2012

파랑 모델에서 시공간적인 해상도의 변경은 결과에 많은 영향을 끼친다. 본 연구에서는 모델 입력장의 해상도 변경, 파랑 모델의 해상도 변경 그리고 물리적 옵션에 따른 모델의 민감도를 분석하였다. 모델의 분석을 위해서 전지구 부이관측자료와 위성자료를 이용하였다. 고해상도의 입력장을 사용할 경우 유의파고를 과대 산정하는 경향을 보였고, RSME는 약간 감소하였다. 고해상도의 파랑 모델을 수행할 경우 평균편향 및 RMSE가 약간 증가하였다. 또한, 유효 해상풍 계수를 기존의 값인 1.4보다 작게 설정할 경우 편향과 RMSE가 모두 감소하였다.