• Tunnel and Underground Space
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• v.15 no.2 s.55
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• pp.145-156
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• 2005

MODFLOW, 3-D finite difference code, is widely used to model groundwater flow and has been used to assess the effect of excavations on the groundwater system due to construction of subways and mountain tunnels. The results of numerical analysis depend on boundary conditions, initial conditions, conceptual models and hydrogeological properties. Therefore, its accuracy can only be enhanced using more realistic and field oriented input parameters. In this study, SA(simulated annealing) was used to integrate hydraulic conductivities from a few of injection tests with geophysical reference images. The realizations of hydraulic conductivity random field are obtained and then groundwater flows in each geostatistically equivalent media are analyzed with a numerical simulation. This approach can give probabilistic results of groundwater flow modeling considering the uncertainty of hydrogeological medium. In other words, this approach makes it possible to quantify the propagation of uncertainty of hydraulic conductivities into groundwater flow.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.101-101
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• 2011

현재 국내에서 시행되고 있는 '4대강 살리기 사업'은 하천에서 발생하는 홍수 및 가뭄재해방지를 위한 다양한 공학적 노력을 시도하고 있다. 특히 안정적인 수위 및 유량확보와 홍수방지를 위한 보(weir)가 4대강 유역에 16개 설치되고 있다. 이러한 보 구간에는 고정보와 가동보가 복합적으로 설치되고 있으며 가동보는 그 형상과 운영방식에 따라 다양한 설계방안이 적용되었다. '4대강 살리기 사업' 중 낙동강 23공구의 강정보 공사 구간에는 원호형태의 측면 형상을 갖는 라이징 섹터게이트(Rising sector gate)가 적용되었다. 라이징 섹터게이트는 구조물의 높이가 낮고 수문의 개폐장치가 수문피어 구조물 내에 설치되어 경관이 우수하며, 구조가 간단하여 비체와 수류의 안정성이 뛰어나기 때문에 4개의 공사구간에 적용되었다. 따라서 본 연구에서는 강정보의 가동보 구간 2문 중 1문을 1/100 축척으로 제작하여 가변경사 개수로에 설치하고, 홍수 빈도별 상류 유량 조건과 하류단 수위조건으로 케이스를 정하여 실험을 수행하였다. 본 실험에서 사용한 개수로 장치는 너비 0.6 m, 높이 0.8 m, 그리고 길이 15.0 m(측정가능 구간, 헤드탱크와 테일게이트 부제외)의 개수로 실험장치이다. 측부는 모두 강화유리로 되어 육안관찰 및 계측 시 용이하게 제작되었으며, 순환식 유량 공급장치를 구축하여 수로의 하부에 설치된 유량탱크로부터 계속적으로 순환하도록 설계되었다. 또한 수로 하단으로부터 상단방향으로 약 33 m 지점에 전동 유압식 Jack screw 2기가 설치되어 경사도를 조절할 수 있도록 제작되었다. 유량조절용 판넬의 제어기판에는 디지털 경사계가 설치되어 있기 때문에 보다 정확한 경사도의 조절이 가능하다. 보 모형의 총연장은 53 cm이며 폭은 45 cm이다. 섹터게이트의 게이트부분은 직경 15 cm로 설계하였다. 문주부분을 포함한 모든 모형은 아크릴로 제작하며 레이저의 주사를 방해하지 않으며 투과율을 최대로 할 수 있도록 고강도의 아크릴을 가장 얇게 하여 중공형태를 채택하였다. 실험조건은 우선 보의 운영방안에 따라 게이트의 4가지 개방도를 설정하였고, 특히 평수위조건에서는 보의 상류부에 퇴적된 퇴적물의 세척을 위한 flushing 운영개방도 포함되어 있다. 홍수시에 대한 유량조건은 2년 빈도에 해당하는 유량을 수문의 비율과 상사법칙에 따라 설정하였으며 하류단 수위조건도 동일한 조건에 대한 값을 채택하여 적용하였다. 유동장의 해석을 위해서는 비접촉식 계측방법인 PIV(Particle Image Velocimetry) 시스템을 채택하여 2차원(x-z 방향) laser sheet를 생성하고 주입된 particle에서 반사된 변위(displacement) 정보를 상호상관(cross-correlation)기법으로 유동장을 계산하였다. 또한 수리모형과 동일한 지형격자를 구축하여 3차원 CFD 프로그램인 FLOW-3D로 계산하여 결과를 비교하였다. 특히 flushing 운영방안에 대한 게이트부의 개방도를 세가지(30, 45, $60^{\circ}$)로 구분하여 모의하였고, 적절한 개방도를 제안하고자 하였다. 실험결과는 우선 4가지 운영방안에 대한 가동보 주변에서의 유속장을 파악하였고, 최대유속의 발생위치의 변화를 확인할 수 있었다. 그리고 이에 따른 보의 바닥에서 최대유속이 발생할 경우, 하상보호공 위치와 거리 등에 대해서 분석하였다. 이를 통해 가동보 운영에 따른 다양한 유속구조를 파악할 수 있게 되며 구조적 안정성 확보를 위한 검증자료로 활용될 수 있을 것으로 예상된다. 향후, 가동보 운영방안 중 수세효과(flushing effect)에 대한 효과분석을 위해 게이트부 상류구간에 적절한 입경과 비중의 퇴적물질을 설치하는 연구와 상류부에서의 유입유사농도 및 시간변화에 따른 퇴적에 관한 연구를 수행할 계획이다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.4 no.3
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• pp.139-145
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• 1992

In this paper, a technique to separate the incident and reflected waves in the flume tests is investigated. Using a least squares method, the separation technique has been formulated systematically. This method is applicable to the regular and irregular wave conditions. To illustrate its validity and applicability, numerical experiments have been carried out for both regular and irregular wave conditions. It was found that the method gives perfect results for the conditions without signal noises, and yields reasonable results even for the conditions with 30% signal noises of incident wave height. Hydraulic experiments have been also performed to prove its applicability of the method for real situations.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.18 no.4
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• pp.383-389
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• 2006

In three dimensional wave field, a direct numerical simulation model, which is able to handle free-fall and slope-fall of a waterdrop due to overtopping, is proposed to evaluate the overtopping rate on the coastal structures like an absorbing revetment. A comparison between the numerical model and existing experimental results for overtopping rate was made to validate the proposed numerical model's accuracy, and showed fairly good agreement between them. It is confirmed in numerical and hydraulic(existing) model test that the overtopping quantity on a absorbing revetment becomes larger with an increase in Ursell number. Also, the overtopping rate estimated by 3-D numerical model is compared with it obtained by 2-D numerical model.

• Journal of Navigation and Port Research
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• v.48 no.4
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• pp.303-309
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• 2024

This study examines the effects of wave pressure on a vertical wall due to armor block failure at the front of a caisson, using a 2-D hydraulic model to simulate three types of armor block cross-sections. Additionally, the hydraulic characteristics of two cross-sections that replicated the armor blocks' failure, based on complete cross-sections, were compared. Moreover, quantitative analysis indicated that in the cross-section where the displacement of the armor block was recreated, wave run-up( ) increased by an average of 73%, the sum of dimensionless wave pressures increased by 28%, and converted wave force rose by 33%. These findings underscore the need for countermeasures in the event of armor block failure.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.49 no.8
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• pp.707-717
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• 2016

In this study we carried out laboratory experiments to investigate the three-dimensional turbulent flows around a spur dike installed in a straight open channel flume. The experiments are conducted under the two different Froude numbers, 0.100 and 0.185. The three-dimensional instantaneous velocities are measured using the Acoustic Doppler Velocimetry (ADV) to obtain the time-averaged velocities and the turbulence stresses. The measured flow field reveal the existence of the recirculation zones downstream of the dike, which is characterized by high turbulence stresses near its boundaries. The results show that although the overall mean flow patterns between the low and high Froude number cases are very similar to each other, there exist moderate changes in the maximum dimensionless turbulence stresses and the maximum dimensionless bed shear stress with the increase of the Froude number.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.29 no.5B
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• pp.463-472
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• 2009

The aim of this study is to examine the effect of beach curvature on wave fields in coastal area with Submerged Breakwaters using the 3D numerical model that is able to simulate directly interaction of WAve Structure Sandy beach (LES-WASS-3D). At first, the adopted model was validated through the comparison with an existing experimental data and showed fairly nice agreement. And then, the numerical simulations have been performed to investigate the effect of according to the variation of beach curvature. Based on the numerical results, the wave height, mean surface elevation, mean flow around submerged breakwaters and longshore distributions of run-up height have been discussed in relation to the variation of beach curvature.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.6 no.3
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• pp.205-215
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• 1994

A 3-dimensional numerical model of wind-induced flows has been established. and comparative evaluation of determination methods of vertical eddy viscosity has been performed. The model uses turbulence models to calculate vertical eddy viscosity. The examined methods arp 0-equation model of functional form, 1-equation model of turbulence kinetic energy, and two 2-equation models ($textsc{k}$-$\varepsilon$ and $textsc{k}$-ι models). The evaluation includes the verification tests against experimental data for wind-driven current On a closed one-dimensional channel and a recirculating one-dimensional channel. Comparative study of turbulence models has shown that the proper distribution of turbulence scale is parabolic and the eddy viscosity is depending strongly on mixing depth due to wind.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.203-203
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• 2011

도시지역내로 유입되는 홍수는 건물과 도로의 배치에 의해 크게 영향을 받으며, 매우 복잡한 흐름특성을 나타내는 것으로 알려져 있다. 도시지역 내에 다양한 형태와 크기를 가지는 건물 및 도시 기반 구조로 되어있으며, 홍수의 강도가 강하고 도시지역이 조밀한 건물군으로 구성되어 있을 경우 홍수의 대부분은 도로와 교차점을 통해 흐른다. 도시지역내 홍수피해를 저감하기 위해서는 도로 교차로에서 홍수파의 전파특성을 분석하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 도시지역 내 도로 교차점에서 유입량에 따른 홍수흐름 특성을 Case 1(Qex : 147.23L/min, Qey : 149.52L/min)과 Case 2(Qex : 150.42L/min, Qey : 298.53L/min) 두 가지 경우에 대해 수리모형실험결과와 수치모의결과와 비교하였다. 출구지점에서 총 유출량의 절대오차가 Case 1에서는 0.84L/min, Case 2에서는 0.45L/min으로 잘 일치하였고, 수심분포 양상은 잘 일치하는 것을 볼 수 있었다. Case 3에서는 다양한 유입량의 변화에 따라 도로 교차점에서 변화하는 홍수흐름 특성과 경향을 분석하였다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.31 no.6
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• pp.344-350
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• 2019

In this study, waves2Foam implemented in OpenFOAM is used to simulate numerically the wave pressure on a verical caisson under the condition of with and without the placement of Tetrapods in front of the caisson. The comparisons of the numerical results and the experimental data show fairly good agreement between them. Based on this, it is possible to suggest an optimal combination of coefficients for an empirical formula to represent the protective TTP layer as porous media.