• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.27 no.1
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• pp.38-49
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• 2015

Past study of tsunami heavily relied on the numerical modelling using 2D Boussinesq Eq. and Solitary wave. Lately, based on the fact that numerically simulated run up heights based on solitary wave are somewhat smaller than the measured one, Leading Depression N (LDN) Wave has been elaborated, which can account the advancement of a shore line before tsunami strikes a shore. Thereafter it is reported that more accurate simulation can be possible once LDN is deployed. On the other hand, there were numerous reports indicating that stable LDN wave can't be sustained in the hydraulic model test. These conflicts between the hydraulic model tests and numerical results have their roots on the assumption made in the derivation of Boussinesq type wave model such as that wave nonlinearity is equally balanced with wave dispersiveness. Hence, in the numerical simulation based on the Boussinesq type wave model, wave dispersiveness is inevitably underestimated, especially in deep water. Based on this rationale, we developed the modified methodology for the generation of stable LDN wave in the 3D numerical wave flume, and proceeded to numerically analyze the depression effect of Hybrid Breaker on the run up height due to tsunami using the Navier Stoke Equation. The verification of newly proposed wave model in this study was carried out using the run up height from the hydraulic model test. It was shown that Hybrid Breaker consisting of three water chamber and slope at its front can reduce 13% of run up height for H = 5m, and 10% of run up height for H = 6m.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.30 no.4
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• pp.143-152
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• 2018

Numerical convergence and stability of TVD schemes have been applied in the FUNWAVE-TVD model were compared. The fourth order accurate MUSCL-TVD scheme using minmod limiter suggested by Yamamoto and Daiguji (1993), the fourth order accurate MUSCL-TVD scheme using van-Leer limiter suggested by Erduran et al. (2005) and the second order accurate MUSCL-TVD scheme using van-Leer limiter in Zhou et al. (2001) were compared. Comparisons of the numerical scheme were conducted with experimental data of Vincent and Briggs irregular wave experiments. In comparison with the fourth order accurate scheme using van-Leer limiter, the fourth order accurate scheme using minmod limiter is less dissipative but required lower CFL condition for stable numerical solution. On the other hand, the scheme using van-Leer limiter required smaller resolution spatial grid due to numerical dissipation, but relatively higher CFL condition can be used compared to the scheme using minmod limiter. In the breaking wave experiments which were conducted using high resolution spatial grid to reduce numerical dissipation, the characteristic of the schemes can be clearly observed. Numerical instabilities and blow-up of the numerical solutions were found in the irregular wave breaking simulation with the scheme using minmod limiter. However, the simulation can be completed with the scheme using van-Leer limiter, but required low CFL condition. Good agreements with the observed data were also observed in the results using van-Leer limiter.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.11 no.2
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• pp.95-106
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• 1999

A numerical model is represented to calculate the wave fields such as the reflected waves, the transmitted waves and the depth-averaged velocities over submerged breakwaters for the normally incident wave trains of nonlinear mono-chromatic wave and solitary wave. The finite amplitude shallow water equations with the effects of bottom friction are solved numerically in time domain using an explicit dissipative Lax-Wendroff finite difference method. The numerical model is verified by comparisons with the other numerical results and the measured data. It is found that the submerged breakwater may be more useful for protecting the energies of monochromatic waves rather than solitary waves. Finally, the armor stability on submerged breakwater is indirectly analyzed using the hydrodynamic characteristics of flow fields.

• Journal of Navigation and Port Research
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• v.32 no.5
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• pp.341-347
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• 2008

Recently, it has been widely recognized that water-front and coastal vegetations may have great value in supporting fisheries, protecting from wave attack, stabilizing the sea bed and maintaining good scenery. Hydrodynamic factors playa major role in the functions of water quality and ecosystems. However, the studies on numerical and analytical process of wave propagation are few and far behind compared to those on the hydrodynamic roles of water-front vegetations. In this study, in order to express wave attenuation into water-front vegetation, a numerical model based on the unsteady mild slope equation is developed. This result is compared with an analytical model for describing the wave attenuation by assumed simple long wave condition. Based on both the analytical and numerical results, the physical properties of the wave attenuation are examined under various wave, geometric and vegetation conditions. Through comparisons between the analytical and numerical results, the effects of the vegetation properties, wave properties and model parameters such as the momentum exchange coefficient have been clarified.

• Proceedings of the Korea Committee for Ocean Resources and Engineering Conference
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• 2006.11a
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• pp.473-476
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• 2006

천해역의 파랑발달에 대한 태풍경로의 영향력을 분석 하였다. 우리나라 남동해안에 주로 피해를 초래할 것으로 판단되는 태풍의 경로를 '남해안 상륙 후 내륙 통과'와 '대한해협통과'로 분류하고 각 경로에 따른 태풍규모와 파랑발달을 1956년 부터 2004년까지의 기상자료를 바탕으로 검토하였다. 태풍 경로의 영향력 분석은 천해역 파랑발달의 주요외력이 지형조건에 의해 결정되므로(즉, 폐쇄해역은 태풍의 바람장이 주요외력이며, 개방해역은 심해 전달파랑과 바람장의 영향을 동시에 받는다), 개방해역과 폐쇄해역의 경우로 나누어 수치모형실험을 통해 수행하였다. 실험조건은 태풍 "매미"의 강도와 특성 값을 기준으로 하였으며, 대상해역은 부산신항 인근해역과 원전항 인근해역을 개방형과 폐쇄형 해역으로 대별하여 실험을 수행하였다. 자료의 분석결과 최근 이상기후현상으로 태풍의 강도가 커지고 있음을 뒷받침 하는 근거는 찾아보기 힘들었으며, 2000년대 이후로 남해안에 상륙하는 경로'1'이 대한해협을 통과하는 경로(경로'2')보다 그 내습빈도가 커지고 있음을 볼 수 있었다. 태풍의 경로와 풍향이 같은 방향인 경로'1'일 때 에너지가 집중되어 태풍중심기압과 풍속과 파고의 증가가 함께 일어난다. 그러나 태풍의 경로와 풍속의 방향이 일치하지 않는 경로'2'의 경우는 에너지가 분산되므로 태풍중심기압과 풍속은 함께 증가하나 파랑에너지는 함께 발달하지 않는 것으로 보였다. 내습한 태풍의 강도를 경로별로 비교한 결과, 경로'1'이 경로'2'보다 큰 강도를 가지고 연악역에 영향을 미치는 것으로 판단되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.233-233
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• 2019

본 연구에서는 3형식 다공성 인공어초의 국부세굴 발생에 따른 인공어초의 안정성 검토를 위하여 3차원 수치모형인 FLOW-3D의 Sediment 모듈을 적용하여 분석을 실시하였다. 실험파랑 설정을 위하여 인공어초 설치 예정지인 서해 대상해역(대청도, 연평도 인근)의 100년 빈도 설계파랑을 적용하였으며, Bretschneider-Mitsuyasu 스펙트럼 기법을 통하여 파랑을 재현하였다. 원형상격자 조건은 최대 0.1m~2.0m에 해당하며, 수치모형실험 해석 시간을 고려하여 입사파랑의 진행방향으로 인공어초의 1/2 폭에 해당하는 X축(190개), Y축(80개), Z축(110~180개) 영역에 대한 격자조건 설정하고 분석을 실시하였다. 분석은 인공어초 하중에 따른 동적 거동을 반영하는 FSI(Flood Structure Interaction)기법을 적용하였으며, 분석결과 인공어초 구조물 하단의 돌출부분에서 세굴발생이 확인되었으며, 최대세굴심은 3형식 인공어초의 규격 및 단위체적당 중량이 클수록 높게 발생하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.586-591
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• 2007

최근 몇 년간 속초해역에서 발생한 이상고파의 특성을 현장관측 자료를 분석하고 수치모형실험 결과와 비교하여 검토하였다. 2004년 이후의 현장 관측을 통해 최소한 4회 이상 파고 5.0 m를 초과하는 이상고파가 발생하였다. 특히 2006년 10월 23일 11시에는 유의파고 9.69 m에 이르는 매우 큰 파가 관측되었다. 한편 천해역 파랑추산모형 SWAN을 사용하여 속초해역의 50년 및 100년빈도 심해설계파로부터 천해설계파를 산정하여 이상고파 관측 결과와 비교하였다. 수치모형실험에 의한 50년빈도 천해설계파의 최대치는 파향이 ESE 방향일 때 4.9 m에 지나지 않아서 관측된 이상고파의 파고에 비해 현저하게 작았다. 따라서 통상적으로 이루어지고 있는 수치모형을 이용한 천해설계파 산정만으로는 최근 몇 년간 수 차례 관측된 동해안에서의 이상고파를 적절하게 모의할 수 없으며 이에 대한 개선방안이 마련되어야 할 필요성이 있다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.29 no.6
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• pp.350-362
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• 2017

The Eulerian nearshore current model is more advantageous than the Lagrangian model in the way that numerical results from the Eulerian model can be directly compared with the measurements by the stationary equipment. It is because the wave mass flux is not included in the computed mass flux of Euleran nearshore current model. In addition, the Eulerian model can simulate the longshore currents with depth varying parabolic profile. However, the numerical models proposed by different researcher have different forms of the wave stress terms. For example, wave stresses in Newberger and Allen's (2007) model is constant over the depth, while those of Chun (2012) are vertically distributed. In the present study, these wave stress terms were compared against Hamilton et al.'s (2001) laboratory experiments to see the effects of different wave stress terms performed on the computation of nearshore currents.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2010.04a
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• pp.231-233
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• 2010

최근 어항에도 친환경항만을 건설하기 위한 노력이 국제적으로 확산되고 있으며, 우리나라에서도 어항의 정비 및 재개발부분에서 적극적으로 수질개선을 위한 기술 적용이 본격화 되고 있다. 본 연구는 우리나라 남해의 소규모 어항 및 해수욕장에 슬릿형 해안 구조물이 시공된 실해역의 실측자료와 수치해석을 통해 현장적용성의 분석을 수행하였다. 수치실험으로는 파랑작용 평형방정식을 이용하는 SWAN 모델을 구성하고 수리모형실험에서 분석된 실린더 슬릿형 방파제의 반사와 투과계수를 모텔에 도입하였다. 수치실험은 한국해양연구원의 전해역 심해설계파 추정 보고서 II (2005)중의 심해설계파 제원을 사용하였으며, 대상해역의 1970년~2006년 (37년간) 관측된 연최대 풍속자료를 이용하여 모델에 반영하였다. 설리항에서 S, SSE, SE계열의 파랑의 내습에 대한 분석을 수행하였으며, 그 결과 구조물이 항내에서 정온도가 유지되며 해수순환에도 이점이 있음을 현장관측 자료분석과 수치실험결과를 통하여 확인할 수 있었다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.28 no.4
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• pp.232-239
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• 2016

In this study, the two-way coupled analysis method of LES-WASS-2D and DEM has been newly developed to review numerically wave attenuation due to behavior of vegetation zone could not yet applied in numerical analysis. To verify the applicability, two-way coupled analysis method is analyzed comparing to the experimental result about characteristics of wave attenuation using vegetation. Numerically analyzed behavior and characteristics of wave attenuation according to height length, distribution length, spacing of vegetation zone and incident wave conditions. It was confirmed to be effective of 3~4% wave attenuation were increased height length and distribution length, narrowed spacing of vegetation. Finally, this study is applicable to behavior and wave attenuation prediction of vegetation zone.