• 한국항만경제학회지
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• 제33권2호
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• pp.83-96
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• 2017

지구 온난화에 대처하는 일환으로 신재생에너지 가운데 세계 각국은 해상풍력단지 개발에 투자를 집중하고 있다. 그러나 해상풍력단지 개발은 해상에서의 구조물 운송, 설치 등의 해상작업이 요구됨에 따라 투자비용이 육상풍력단지 보다 높은 단점이 있다. 특히 해상기상 여건으로 인한 설치기간 지연은 해상풍력단지 운영의 경제성에도 영향을 끼치는 요소이다. 따라서 본 연구에서는 국내 해상의 기상여건을 고려하여 해상풍력단지 조성의 최적 일정계획을 거시적 측면에서 분석하고자 하였다. 이를 위해 수리적 모델을 개발하였고, 이를 이용하여 국내 서남해안 2.5GW 해상풍력단지 조성사업에 적용하였다. 해상 기상여건은 기상청의 자료를 활용하였고, 모델에 사용된 입력 자료는 해외의 선행 사례를 바탕으로 현실성을 최대한 반영하고자 하였다. 그 결과 해상풍력터빈 35기를 설치하는데 6개월이 소요되는 것으로 분석되었다. 특히 겨울을 피하여 작업하는 것이 비용을 최소화할 수 있는 것으로 분석되었다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제15권2호
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• pp.71-79
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• 2003

본 논문에서는 염소이온 침투해석에 사용되는 염소이온 확산계수. 염소이온 고정화 관계식, 증발가능 수량에 대한 일반 예측식들을 제시하였다. 이러한 식들을 염소이온 확산 모델링에 대입하여 그 식들의 유효성을 검토하였다. 상대습도와 양생온도의 염소이온 확산에 대한 영향은 주로 확산계수를 변화시켜 고려한다. 상대습도가 증가하면 염소이온 확산깊이는 증가하고 재령이 경과할수록 상대습도가 확산깊이에 미치는 영향은 커진다. 반면에, 양생온도가 증가하면 확산깊이가 조금 증가하지만 재령이 경과할수록 양생온도가 확산깊이에 미치는 영향은 감소한다. 한편, 염소이온의 고정화에 영향을 미치는 시멘트의 $C_3$A양이 증가하면 표면에서는 고정염소이온의 증가로 인해 전체 염소이온량이 증가하지만 깊이가 깊어질수록 확산되는 자유염소이온의 감소로 인해 전체 염소이온량이 감소한다. 물-시멘트비가 감소하면 염소이온의 확산깊이는 급격히 감소하고 염소이온의 확산을 막는 가장 효과적인 방법은 물-시멘트비를 감소시키는 것임을 알 수 있다

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제27권6호
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• pp.419-423
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• 2015

인공용승구조물은 흐름이 구조물에 의해 상승류와 배후면의 와류가 발생한다. 이때 저층수에 포함된 영양염이 표층으로 이동되고, 표층에선 플랑크톤 및 어류의 생태활동을 촉진시켜, 어업생산성을 향상시키는 역할을 한다. 본 연구에서는 CFD를 이용하여 성층 상태를 고려한 인공용승류의 변화에 대하여 연구하고자 하였으며, 그 결과, 용승효과는 인공용승구조물의 최상부에서 가까울수록 좋은 효과가 나타났으며, 성층상태를 고려하지 않은 경우, 저층에서 표층으로 향하는 상승류 특성만 나타났으나, 성층상태를 고려한 경우, 상승류와 하강류가 반복되는 흐름특성을 확인 할 수 있었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.397-404
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• 2010

테트라포드로 피복된 사석경사제를 대상으로 하여 설계파 조건, 피복층 마루폭 그리고 마루 여유고를 변화시켜 수리실험을 수행한 후, 대상 구조물의 월파 성능을 검토하며 그리고 널리 사용되고 있는 월파량 예측모형을 적용하여 수리실험 결과와 비교를 통해 예측모형들의 특성을 파악하였다. 사면경사와 주기는 월파량에 상당히 영향을 미치나, 피복층 마루폭의 변화에 따른 월파량의 차이는 미미한 편이다. Owen(1980)의 예측모형은 계측월파량과 비교하여 과대 예측하는 반면에, Van der Meer et al.(1998)의 예측모형은 비교적 급한 사면($cot{\alpha}$=1.5)에서만 과소 예측하는 경향이 있다. Besley(1999)와 Pedersen(1996)의 예측모형은 보다 폭이 넓은 피복층 마루폭을 가진 사면에서 계측월파량에 비교적 좋은 일치를 보여주나, 모든 실험조건에 대해서는 일반적으로 수정 Pedersen의 예측모형이 계측월파량에 가장 일치하는 결과를 나타낸다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제32권1호
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• pp.11-16
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• 2020

인터로킹 케이슨에 의한 장대화된 방파제의 회전 안정성에 대해서 연구하였다. 무한 방파제에 경사지게 입사하는 선형파에 대한 해석해를 이용하여 방파제 기준선 방향으로의 파압 위상차 효과를 고려하였으며, 설계파의 비선형 특성을 고려하기 위하여 설계 기준 Goda 파압식을 차용하였다. 방파제의 회전 안전율을 케이슨 자중에 의한 회전 마찰저항모멘트와 수평 및 수직 파력에 의한 작용 회전모멘트의 비로 정의하고 최소 안전율을 보이는 회전 중심점 위치와 최소 안전율에 대한 해석해를 제시하였다. 규칙파, 불규칙파 및 다방향 불규칙파 등 현행 항만구조물 설계에 사용되고 있는 모든 설계파 조건에 대해서 적용 가능하도록 각 조건에 대한 평가식을 제안하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제31권5호
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• pp.294-304
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• 2019

본 연구에서는 olaFlow 모델에 의한 혼상류수치해석법을 적용하여 2차원저천단구조물에 의한 파동장의 변동특성(전달율, 파고, 평균유속 및 평균난류운동에너지)을 수치적으로 평가한다. 또한, 기존의 수리실험결과와 비교하여 수치해석결과의 타당성을 검증한다. 도출된 수치해석결과 중에 평균유속은 구조물 항외측의 전면에서 반시계방향의 순환류셀을 형성하고, 항내측에서 항내로 향하는 강한 일방향흐름을 나타내며, 이들은 월파 등의 요소와 밀접한 관계를 가진다는 것 등을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.43-43
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• 2015

천수방정식을 사용하는 초기 수치모형은 프로드수($F_4$)가 변화하는 흐름 즉, 상류방향과 하류방향으로 전파하는 홍수파를 동시에 해석하기 위해 중앙 차분기법이 필요한 상류(sub-critical flow)와 흐름방향에 따른 상류이송(upwinding)기법이 필요한 사류(super-critical flow)가 나타나는 흐름해석에서 어려움이 있었다. 하지만, 근사 Riemann 해법의 등장으로 흐름방향에 관계없이 특성선을 따라 정확한 상향가중기법의 적용이 가능하게 되어, 천수방정식을 지배방정식으로 하는 수치모형이 더욱 실용적으로 적용될 수 있도록 하였다. 따라서, 현재 근사 Riemann 해법은 Godunov 형 유한체적 기법, 불연속 Galerkin 혹은 Petrov-Galerkin 유한요소기법 그리고 Boussinesq 기법에도 적용되고 있으며, 특히 Godunov 형 유한체적기법과 결합한 근사 Riemann 해법은 댐 붕괴, 하천 범람 그리고 도시 및 해안지역 침수에 이르기까지 여러 가지 문제에 폭넓게 적용되고 있다. 지금까지 홍수 모델링에 적용된 Godunov형 유한체적모형은 정형 사각격자나 비정형 삼각격자 중에서 한가지의 격자 종류만을 적용한 연구가 주로 수행되었으며, 유한요소모형과 같이 이 두 가지 격자를 동시에 적용한 연구는 거의 이루어지지 않고 있다. 일반적으로, 삼각격자는 사각격자와 는 달리 연구유역의 경계나 지형이 복잡한 경우에도 큰 노력없이 격자의 생성이 가능하나, 격자와 노드의 수가 사각격자보다 많아 계산시간이 많이 소요되는 단점이 있다. 반면, 사각격자는 하천과 같이 선형으로 변하는 지형에 대해서는 표현하기가 용이하며 계산시간의 효율성도 뛰어나다. 본 연구에서는 하천, 도시 그리고 해안지역에서의 효율적이고 정확한 홍수 모델링을 위해 삼각 및 사각격자 그리고 이 두 격자를 동시에 고려한 하이브리드 격자의 적용이 가능한 Godunov형 2차원 유한체적 모형을 개발하였다. 그리고 개발모형을 정확해가 있는 댐 붕괴 문제, 실측치가 존재하는 실험하도 및 실제하도에 삼각, 사각 그리고 혼합격자를 생성하여 모의를 수행하고, 각 적용 격자에 따른 정확성과 효율성 및 장점과 단점을 연구하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제30권6호
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• pp.298-305
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• 2018

본 연구에서는 해양 항만 콘크리트 구조물의 보수작업을 위한 수중코팅제의 부착 특성을 조사하기 위하여 실험적 연구를 수행하였다. 고려된 실험변수는 코팅제의 종류, 코팅대상 모재의 표면 거칠기, 도포 작업환경(육상 혹은 수중)으로 부착 강도는 Pull-off 방식으로 측정하였다. 코팅제의 부착 강도는 각 수중코팅제의 도포 작업 완료 24시간 후에 ASTM C1583 규정에 따라 측정하였다. 또한, 콘크리트 모재와 코팅제 간의 부착파괴 거동(코팅제, 계면, 콘크리트 모재)을 육안으로 관찰하였으며 측정된 부착 강도 수치에 근거하여 각 실험요인의 비교분석을 수행하였다. 실험결과, 수중에서 도포한 코팅제의 부착 강도가 육상의 경우에 비해 감소하는 경향을 보였으며 수중환경에서는 부착 강도에 미치는 모재 표면 거칠기의 영향이 육상의 경우에 비하여 미비하였다. 마지막으로 수중코팅제의 선정, 사용 시에 유의할 점에 대하여 설명하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.357-366
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• 2021

본 연구에서는 항내측 피복재의 안정성에 대한 단면수리실험을 수행하였다. 국내 항만 및 어항설계기준에서는 항내측 피복재의 중량산정 방법으로 상치콘크리트가 설치되지 않은 조건에 대하여 항내측 일부구간(최저설계 정수면에서 0.5 H 깊이까지)을 항외측 피복재와 동일 중량비의 피복재를 사용하도록 설계 도표로 제시하고 있다. 국내에 설계되는 대부분의 경사식 구조물은 상치콘크리트가 설치되어 있으며, 이에 대한 안정중량 산정 방법이 필요하다. van der Meer(1999)가 제시한 안정계수(N_od = 0.5)를 기준으로 피복재(테트라포드)의 안정성을 검토하였으며, 항외측 피복재의 0.8배에 해당하는 중량의 피복재를 항내측에 거치할 경우 안정성을 확보할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.324-324
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• 2023

수제는 비용 대비 높은 효율을 가지는 수공 구조물로 하천과 해안에 많이 이용된다. 수제는 하천에서 식생물의 서식처, 유량 확보, 하천시설 보호 등의 목적으로 설치되며 해안에서는 해안선보호, 수심 확보 등의 다양한 목적으로 설치된다. 수제는 일반적으로 넓은 영역을 제어할 수 있도록 여러개의 군수제 형태로 설치한다. 수제설치 시 기존 하도나 수로의 흐름에 교란이 일어나는데 본류부에서는 하폭이 좁아져 수제선단부에 의한 영향으로 높은 유속이 발생되며 수제역내에서는 재순환흐름과 함께 다양한 형태의 유속분포가 형성된다. 이러한 수제에 의한 흐름은 수제 선단부의 영향으로 발생하는 흐름분리선(Separation Layer)을 기준으로 흐름중심선(Talweg Line)과 흐름분리영역(Separation area)을 만들어내며 수제역내의 재순환영역에서 완화된 유속은 제방을 침식으로부터 보호하며 식생물의 서식처를 제공한다. 기존의 연구는 대부분 단일수제에 대한 연구가 수행되었으며 연속된 군수제에 대한 연구는 다소 제한된 조건에서 수행되었다. 이에 본 연구에서는 연속된 수제가 설치된 경우 수리실험을 통해 수제주변의 흐름 변화 특성을 분석하였다. 수리실험은 30.0m(L')×1.52m(B')×1.10m(H')의 직선 개수로에 050m(l)×0.10m(b)×0.25m(h)의 수제를 수로측면을 따라 연속적으로 배열하여 설치하였다. 실험은 수심, 유량, 수제설치간격을 변화시키면서 수행했으며 마그네틱유속계를 사용해서 수제의 영향을 받지 않으며 벽면의 영향이 가장 적은 수로상류의 중앙지점에서 접근유속을 측정했다. 표면유속을 취득하기 위해 일반디지털카메라로 FHD(1920×1080) 해상도를 가진 영상을 각각의 조건마다 10~20분 촬영했다. 촬영된 영상을 연속된 정지영상으로 변환하고 영상해석 프로그램을 이용하여 표면유속을 도출했다. 표면영상유속계를 활용하여 도출한 결과로 각각 조건에 따라 발생하는 최대유속과 최대역방향유속, 와도(vorticity), 흐름중심선과 단면유속분포의 변화와 발생 위치를 분석했다.