• 대한토목학회논문집
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• 제31권4B호
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• pp.353-360
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• 2011

본 연구는 수리 실험을 통하여 보 형상 변화에 따른 보 하류부 세굴의 시간적 변화를 분석하였다. 보 하류부 세굴에 대한 기존의 연구는 최대세굴심의 예측에 대한 연구가 대부분이었으나 현장에서 발생 가능한 실제 세굴심의 예측을 위해서는 시간 변화에 따른 세굴심의 변화에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 예연보, 경사형보와 같은 보 형상 변화에 따른 하류부 세굴의 시간적 변화를 수리실험을 통하여 분석하였다. 보 형상별 시간 변화에 따른 세굴심 예측식은 유사의 연속방정식을 기본으로 실험을 통하여 측정된 시간변화에 따른 보 하류부 세굴공의 체적 변화량과 보 하류부 세굴심 변화량 자료들의 회귀분석을 통하여 평형세굴시간, 평형세굴심, 월류고, 보 높이를 이용한 세굴심 예측공식을 제안하였다. 제안된 식은 기존의 보 하류부 평형 세굴심 예측식들이 반영하지 못한 설계홍수지속기간을 반영할 수 있어서 보 하류부 세굴보호공의 설계 시 경제적이고 합리적인 설계가 가능할 것으로 판단된다.

• 한국해양공학회지
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• 제25권2호
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• pp.21-28
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• 2011

The primary purpose of the present study was to investigate the mechanism causing scour around a pipeline placed on the seabed in a shallow water zone. Such submarine pipelines are usually exposed to currents and waves. The present experiments made estimates for each different flow type. The scour width and depth in the equilibrium scour phase were analyzed by non-dimensional parameters. The experiment in this study considered various parameters: pipe diameters, wave periods, wave heights, and current velocities. Using the experimental results, the correlations of scour width, scour depth, and main non-dimensional parameters such as the Fr number and KC number were analyzed. In the case of steady currents, the scour hole was closely related to the bottom velocity, while the scour hole in waves showed a relatively low correlation to the bottom velocity because when exposed to waves the scour hole was restricted according to the movement distance of the water particles during a wave period. However, the scour width under a steady current was not limited because vortex shedding was well developed from having enough time and distance.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.510-521
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• 2008

본 연구에서는 해저관로의 국부세굴 특성을 고찰하기 위하여 파랑과 정상흐름이 결합된 흐름장에서 실험을 수행하였다. 조파장치와 흐름 발생장치를 이용하여 파랑과 흐름의 방향이 일치하는 경우와 반대인 경우에 대해서 검토하였다. 관경, 주기, 파고, 흐름속도 등을 변화시켜 가면서 해저관로 주변의 국부 세굴심을 측정하였다. 실험결과 최대평형 세굴심은 관경, 주기, 파고, 흐름속도가 증가할수록 증가하였다. 실험결과를 통하여, Shields 수, Froude 수, KC 수, 주기매개변수, Ursell 수, 수정 Ursell 수 및 유속비 등의 매개변수가 세굴심에 미치는 영향을 분석하였다. Froude 수와 Shields 수가 국부세굴을 일으키는 주요매개변수로 나타났는데, 이것은 파랑과 흐름이 결합된 흐름장에서 어느 한도 내에서는 흐름이 세굴을 지배하는 것을 보여준다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.405-414
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• 2010

본 연구에서는 세장형 파일의 국부세굴의 특성을 고찰하기 위하여 파랑과 정상흐름이 결합된 흐름장에서 실험을 수행하였다. 조파장치와 흐름 발생장치를 이용하여 파랑과 흐름의 방향이 일치하는 경우와 반대인 경우에 대해서 검토하였다. 관경, 주기, 파고, 흐름속도 등을 변화시켜 가면서 세장형 파일 주변의 국부 세굴심을 측정하였다. 실험결과 최대평형 세굴심은 관경, 주기, 파고, 흐름속도가 증가할수록 증가하였다. 실험결과를 통하여, Shields 수, Froude 수, KC 수, 수정 Ursell 수 및 유속비 등의 매개변수가 세굴심에 미치는 영향을 분석하였다. 단일 매개변수 중에서는 Froude 수가 파와 흐름이 결합된 경우 가는 파일 주변의 국부세굴을 일으키는 주요매개변수로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제30권6호
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• pp.721-729
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• 1997

교량지점에서의 총세굴깊이는 세가지 성분 즉, 장기하상변동, 단면축소세굴, 그리고 국부세굴로 구성된다. 그러므로 장기하상변도의 분석은 교량지점에서의 총세굴깊이를 산정하는데 있어 중요하다고 할 수 있다. 본 연구에서는 CHARIMA모형과 HEC-6모형을 사용하여 남한강교 지점에서의 장기하상변동을 분석하였다. 분석결과, 5년 동안 정상류로 물이 흐를 경우 CHARIMA모형은 약 45cm의 하상고의 상승을 보여준 반면 HEC-6모형은 약 5cm정도 하상고가 저하되고 있음을 보여주었다. 5년 동안 부정류로 물이 흐를 경우 두 모형 모두 하상고가 심하게 변동됨을 보여주고 따라서 총세굴깊이 산정에 많은 영향을 미치고 있다. 그러므로 총세굴깊이를 적절하게 산정하기 위해서는 단면축소세굴과 국부세굴뿐만 아니라 장기하상변동 또한 정확히 산정해야 하겠다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제15권3호
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• pp.176-185
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• 2003

해저관로가 사용 기간동안 안정적으로 그 기능을 다하도록 하기 위해서는 설계 시 국부세굴의 가능성을 주의 깊게 살펴보아야 한다. 관로가 침식성 해저바닥 위에 놓여지면 세굴이 일어나고 관로가 밑으로 쳐져서 팽팽하게 된다. 이로 인해 해저관로의 부분 흑은 전체가 파괴된다면 막대한 복구비용이 소요될 뿐만 아니라 해양오염을 초래할 수도 있다 본 논문에서는 실험을 통해서 해저관로 주변의 세굴특성을 알아보았다. 일정경사면 을 갖는 모형해빈상에 모형관로를 설치하고 파형경사를 달리해 가면서 실험을 수행하였다. 그리고 실험결과로부터 얻은 데이터를 이용하여 분석에 필요한 매개변수 값들을 산정 하였다. 상대세굴심과 KC수, 수정 Ursell수와의 상관관계를 분석하여, 국부세굴심에 대한 경험식을 제시하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제32권3호
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• pp.255-263
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• 1999

연직벽 교대에서의 국부세굴심을 측정한 실험실 자료들이다. 이들 자료들은 교대의 끝단형상, 정렬각도, 흐름수심, 흐름경사에 따라 국부 세굴심의 영향을 주는 자료들로 포함한다. 모형교대 끝단 형상이 직사각형, 타원형, 끝단을 깎아낸 직사각형, 예연형인 교대에서 국부세굴의 양상이 실험적 연구에 의하여 분석되었다. 실험들은 4개의 교대 형상에 대하여 흐름수심을 약 1cm씩 증가시켜서 이동상 세굴 조건하에 실험을 하였다. 수로의 하상경사는 0.01%, 0.03% 0.05% 0.1%, 0.2%로 정렬각도는 30 $^{\circ}$, 60 $^{\circ}$, 90 $^{\circ}$, 120 $^{\circ}$, 150 $^{\circ}$로 변화시켜 실험을 실시하였다. 최대 세굴심은 끝단 형상이 직사각형, 타원형, 끝단을 깎아낸 직사각형, 예연형의 순서로 분석되었다. 실험결과들은 세굴심이 교대의 형상뿐만 아니라 정렬각도, 흐름수심, 수로경사에 따라 다르게 나타나는 것을 보여주었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제21권6호
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• pp.470-479
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• 2009

파에 의한 국부세굴은 하상재료의 지질학적 특성과 해저 하상의 유동은 물론, 수리학적 조건에 의해서도 영향을 받게되는 매우 복잡한 종합적 과정으로 생각할 수 있다. 지금까지의 대부분의 연구는 세굴심을 중점 대상으로 하였으나 전체 국부 세굴량 산정에 있어서 세굴 폭과의 관련성은 상대적으로 미미하게 다루어져왔다. 많은 국부세굴 영향인자 중에서도 파의 크기 혹은 해저 바닥에서의 유속은 국부세굴의 직접적인 원인으로서 작용하며, 이를 포함하는 Ursell 수나 KC 수 등의 무차원 매개변수는 세굴 영역과의 상관성 분석을 통해 세굴심이나 세굴폭을 예측할 수 있는 수단이 될 수 있다. 본 논문에서는 이러한 무차원 매개변수와 세굴 폭과의 관계를 규명하기 위해, 관경, 파고, 주기를 변화시키며 실험을 수행 및 분석하였다. 그 결과, Re 수나 주기 매개변수 등은 국부세굴 폭과 큰 분산을 보인 반면에 shields 수와 KC 수, Ursell 수는 좋은 상관성을 나타내었다. 특히 shields 수는 세굴심에 큰 영향을 주지 못하는 반면 세굴 폭과는 밀접한 관계를 보이고 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제47권10호
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• pp.907-919
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• 2014

본 연구는 LES와 유사이동 모형을 이용하여 군말뚝 주변 세굴과정 및 특성의 수치모의에 관한 내용이다. 군말뚝 주변에서 세굴 및 퇴적은 말뚝간격에 크게 영향을 받았다. 무차원 말뚝간격이 3.75보다 작은 경우에는 군말뚝 주변 국부세굴 뿐만 아니라 단면축소세굴이 발생하였다. 반면 무차원 말뚝간격이 3.75 이상이면 단면축소세굴은 사라지고 각각의 말뚝에서 국부세굴만발생하였다. 상류에 위치한 말뚝에서 세굴 심변화는 단일 말뚝의 경우와 유사한 경향을 보였지만 하류에 위치한 말뚝근처에서 세굴심은 상류말뚝 존재 때문에 세굴심이 낮게 나타났고 경향성도 상당히 다름을 보였다. 군말뚝 주변의 무차원 최대 세굴심은 말뚝간격이 증가할수록 감소하였다.

• Water Engineering Research
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• 제2권4호
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• pp.243-259
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• 2001

Local phenomena around bridge piers and abutments are generally considered to be similar, nevertheless the presence of the incoming boundary layer on the side wall in the abutment case generates extra pressure gradients and consequently a more complex vortex pattern. In the literature, experimental data for bridge abutments are relatively scarce; in particular almost no data are available for the time evolution of the scour. In this work we present the results of several long duration (3 days longrightarrow5weeks) clear water scour laboratory tests around bridge abutments; the time evolution of the erosion process is analysed with respect to local and global characteristic values (maxima, volume, hole shape). In particular we analyse the effect of the constriction ratio b/B between the transversal obstacle dimension and the flume width: in many practical situations abutments (or piers) obstruct a significant portion of the channel, so that the average acceleration due to constriction is expected to increase the scour effects of the local acceleration around the obstacle. Measured values for maximum scour are poorly predicted by literature formulas. Scour depths are positively correlated with the constriction ratio, but increases are smaller than expected from literature indications. Experimental results show that models for bridge piers cannot be directly applied to abutments; in particular, time scales for the latter are significantly larger than for piers.