• 한국지반공학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.251-260
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• 2002

지오텍스타일 튜브공법은 고강도 토목섬유인 지오텍스타일을 튜브모양으로 봉합하여 수리학적 방법이나 기계적인 방법으로 내부에 토사를 채워 구조물을 형성하는 공법으로, 지오텍스타일 튜브구조물은 지오텍스타일에 구속된 토사 체로 구성되며, 지오텍스타일과 토사의 복합거동 특성을 나타낸다. 또한, 구조물의 활용분야가 해안 및 호안 침식방지 구조물이나 방파제, 제방 등에 적용되어지므로 설계 및 안정해석 시, 지반공학적 검토와 파도에 의한 수리동역학적 검토가 필요하다. 본 연구에서는 지오텍스타일 튜브의 효율적인 안정해석방법에 대하여 분석하기 위하여, 방파제 (Breakwater), 이안제(Detached breakwater), 돌제(Groin)등과 같은 해안구조물의 경험 및 2차원 평형해석방법을 검토 및 적용하였으며, 해석결과의 실험적 분석을 위하여 이안제형태의 지오텍스타일 튜브에 대한 수리모형시험을 실시하였다. 본 연구에서 수행한 경험식 및 2차원 평형해석 분석은 기존의 수리모형시험을 통하여 도출된 경험식과 파도의 작용을 외력으로 한 2차원 평형해석이론을 적용.검토하였다. 또한, 수리모형시험을 통한 안정해석은 지오텍스타일 튜브의 형태(채움비율 변화), 유의파고(Significant wave height), 천단고(구조물 상부수심)의 확보유무 등의 해석변수조건을 적용하였다. 2차원 평형해석에 의한 지오텍스타일 튜브의 안정해석결과, 활동 및 전도에 대한 안정성은 튜브형태, 접지면적, 유의파고, 투영면적 등의 복합상관관계로 비선형적인 변화를 나타내었으며, 수리모형시험을 통한 안정성 검토결과, 경험식 및 2차원 평형해석결과와 근접한 결과를 나타내었다.

• 한국해양공학회지
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• 제29권1호
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• pp.62-69
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• 2015

Coastlines are protected by breakwater structures against the erosion of sand or other materials along beaches due to wave action. This research examined the use of physical modeling to determine the effects of the tetrapod size and vertical walls of a rubble mound on the volume of wave overtopping under irregular wave conditions in coastal areas in Busan Yacht Harbor. In this analysis model, the structures were studied using irregular waves and the JONSWAP wave energy spectrum. To understand the effects of the tetrapod size and heights of the vertical wall, the study considered vertical walls of 0, 1.78, 6.83, and 9.33 cm with armor double layered material tetrapods of 8, 12, 16, and 20 tons. An extensive number of experiments covering a relatively large range of variables enabled a comprehensive discussion. First, in the presence of a short vertical wall, the water level played a key role in the overtopping discharge. In such circumstances, the values of the wave overtopping discharge decreased with increasing freeboard size. In the presence of a tall freeboard and middle, the value of the wave overtopping discharge was equally influenced by the vertical wall factor. Moreover, the tetrapod size decreased by an increase in the vertical wall factor, and relationship between them resulted in a short wall height. From an engineering point of view, considering a small water level may allow the choice of a shorter vertical wall, which would ultimately provide a more economical design.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.478-484
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• 2019

용수 파력발전소의 해저케이블이 단락되는 사고가 2014년 겨울에 발생했다. 그 원인을 밝히기 위해서 재현기간 50년 이상의 고파랑 발생 가능성과 케이블 보호공의 설계중량 과소 산정 여부를 검토하였다. 기상청에서 운용하는 부이의 관측자료와 파랑추산자료를 검토하여 겨울동안 발생한 고파랑의 재현기간을 살펴보았다. 케이블 보호공의 설계중량을 검토하기 위해서 항만 및 어항 설계기준 뿐만 아니라 파의 입사각이 큰 경우의 연구결과를 참조해서 직접 안정중량을 계산하였다. 분석 결과, 2014년 겨울동안 재현빈도 50년 이상의 고파랑은 발생하지 않았으며, 경사지게 입사하는 파랑에 대한 케이블 보호공의 중량이 부족해서 보호공이 이탈한 것으로 나타났다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제15권2호
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• pp.86-96
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• 2003

방파제의 경사면에 거치된 콘크리트 피복재의 단면파괴에 대한 신뢰성 해석을 수행하였다. 신뢰함수는 피복재의 흔들림 또는 동요의 크기를 정량적으로 나타내는 회전각의 함수로 유도되었다. 방파제 단면에 거치된 피복재의 재질적 성질 및 기하학적 형상과 관련된 확률변수들의 단면파괴에 미치는 영향 정도가 자세히 해석되었다. 또한 파고의 함수로 피복재 개개의 단면파괴에 대한 파괴확률이 산정 되었다. 마지막으로 Bernoulli과정과 허용파손율의 개념을 동시에 고려하여 피복재의 단면파괴가 어떻게 방파제 제체의 파괴확률로 이어지는가가 해석되었다. 허용파손율 개념은 본 연구에서 도입된 것으로, 허용파손율을 어떻게 정의하느냐에 따라 피복재의 단면파괴에 의하여 유발되는 방파제 제체의 파괴확률이 다르게 거동되는 것을 확인할 수 있었다 따라서 상대적으로 수심이 깊은 곳에 중량이 큰 콘크리트 피복재를 사용하여 방파제를 설계할 때는 수리학적 안전성뿐만 아니라 구조적 안전성도 중요하게 고려되어야 한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제42권4호
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• pp.469-480
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• 2022

경사식방파제의 상치콘크리트 설계를 위해서는 수평파압이 산정되어야 하지만 불명확한 부분이 있다. Lee et al.은 상치콘크리트에 작용하는 수평파압 산정시 적용되고 있는 Goda 파압식의 수평파압보정계수를 제안하였다. Lee et al.의 제안식은 2차원 실험결과에 기반을 두고 있으며, 상치콘크리트 전면 피복재 어깨폭이 좁은 경우에 대한 것이다. 본 연구에서는 동일한 실험장비를 이용하여 피복재 어깨폭이 넓은 조건에 대한 수평파압 계측실험을 수행하였다. 노출부 구간의 경우에는 피복재 어깨폭의 증가에 따른 수평파압의 변화는 크지 않았으며, 보호부 구간의 경우에는 어깨폭이 증가함에 따라 수평파압이 감소하였다. 실험결과를 이용하여 피복재 어깨폭의 영향을 고려한 Goda 파압식의 파압보정계수를 제안하였다. 본 제안식은 테트라포드가 피복된 경사식방파제의 상치콘크리트 설계에 실무적으로 적용 가능할 것으로 기대된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.156-168
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• 2022

기존 케이슨방파제의 전면 또는 후면에 추가로 케이슨을 설치하여 구조물의 안정성을 향상시키기 위한 설계 및 시공사례가 수행되고 있다. 기존 케이슨과 신규 케이슨사이에 존재하는 유체의 공진으로 구조물에 작용하는 파력이 과도하게 해석되는 현상이 포텐셜이론 기반의 수치해석에서 발생된다. 본 연구에서는 상용 프로그램인 ANSYS AQWA에서 제공되는 댐핑존 옵션을 이용하여 입사하는 파랑과 케이슨들간의 상호작용 영향에 의해 개별 케이슨에 작용하는 파력 분포 특성을 분석하였다. 공진이 발생되는 유체에 댐핑존을 적용하여 댐핑계수 변화에 따른 케이슨에 작용하는 파력을 도출하였다. 또한 전후 케이슨간의 간격 및 좌우 케이슨간의 간격 변화에 따른 개별 케이슨에 작용하는 파력 특성을 주파수영역 수치해석을 통해 검토하였다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제10권5호
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• pp.644-650
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• 2018

The paper provides some developments of a numerical approach ("Numerical Calculation of Flow Within Armour Units", FWAU) to the design of rubble mound breakwaters. The hydrodynamics of wave induced flow within the interstices of concrete blocks is simulated by making use of advanced, but well tested, CFD techniques to integrate RANS equations. While computationally very heavy, FWAU is gaining ground, due to its obvious advantages over the "porous media", i.e. the possibility of accounting for the highly non stationary effects, the reduced need of ad hoc calibration of filtration parameters and also - in perspective - the evaluation of hydrodynamic forces on single blocks. FWAU however is a complex technique, and in order to turn it into a practical design tool, a number of difficulties have to be overcome. The paper presents recent results about this validation, as well as insight into fluid dynamical aspects.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.1636-1640
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• 2006

SMAC method, one of the computational fluid dynamics techniques, is modified from the original MAC method for the time-dependent variation of flow analysis. The Navier-Stokes equations for incompressible time-dependent viscous flow are applied, and also marker particles that present the visualization of flow analysis are used. In this study SMAC technique is used to analyze the flow behavior in the water-filling of virtual channel. Then by changes of diameter of two ingates, the change of velocity and discharge when two ingates are filled the water to virtual channel are simulated. As a result, water-filling flow pattern in the virtual channel is simulated very well. Therefore, this numerical simulation will also be applied for the design of structures as open flume and porous breakwater.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.549-556
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• 2002

Geotextile tubes hydraulically or mechanically filled with dredged materials have been applied in hydraulic and coastal engineering in recent years(shore protection structure, detached breakwater, groins and jetty). It can also be used to isolate contaminated material from harbor, detention basin dredging, and to use this unit as dikes for reclamation work. Recently, new preliminary design criteria supported by model and prototype tests, and some stability analysis calculations have been studied. The stability analysis of geotextile tube is composed geotechnical and hydrodynamic analysis. The stability check points are sliding failure, overturning, bearing capacity failure against the wave attack. In this paper presented the construction procedure and in-situ measurement(properties of filling material, effective height variation, stress variation at geotextile tube bottom) of geotextile tube at Young-Jin Bay and stability analysis by theoretical method and hydraulic model tests

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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• pp.217-223
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• 2002

초대형부유식 해상구조물의 안전성 확보를 위한 방파제 설계를 수행하여 그 효용성을 검증하고 관련 구조물의 설계에 대한 지침을 제공하였다. 초대형부유식 구조물의 설치 위치에 따라 파랑 하중을 계산하였고, 이 하중에 대한 최적의 직립식 방파제 단면을 통용되고 있는 Goda 식에 의하여 scantling 하였다. 케이슨의 안전성 검증을 위하여 유한요소해석을 수행하였고, 최종적으로 VLFS의 안전성 확보를 위한 하나의 방파제 설계도를 제시하였다.