• 한국해안해양공학회지
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• 제7권3호
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• pp.219-226
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• 1995

본 연구에서는 PVC나 PU와 같은 유연성이 있는 유연막 방파제와 임의의 입사각을 갖는 파의 상호작용문제를 다루었다. 유연막 방파제에 작용하는 파랑하증을 구하기 위하여 고유함수전개법(eigen-function expansion method)을 사용하였다. 이때 유연막의 변형이 유체장에 미치는 영향은 경계조건식으로부터 표현된다. 경계조건식에서 유연막의 변형은 막 방정식을 풀어 구한다. 계산 예로 유연막에 작용하는 장력과 계류삭의 강성계수 그리고 유연막의 높이를 변화시키면서 투과율과 반사율의 차이를 비교하였고, 입사각도의 변화에 따른 방파 효과의 차이를 살펴보았다. 결론적으로 유연막 구조물을 적절히 설계한다면 미래의 훌륭한 방파제로 활용이 가능하다고 여겨진다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.303-303
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• 2020

국내의 주요 외곽시설은 대수심화 및 설계외력의 증대 등으로 경제성 및 안정성 등의 확보를 위해 혼성제 형식의 구조물을 적용하는 사례가 주를 이루고 있다. 혼성제 근고부 안정성과 관련해서는, 설계파에 대한 안정적인 피복재 중량을 구하는 것이 설계상 중요하다. 기존의 직각 입사파에 대한 연구는 많이 수행되어 왔으나, 경사 입사파 조건에 대한 검토 사례는 미미한 실정이다. 또한 직각입사 뿐만 아니라 경사 입사파에 대한 근고부 중량산정식으로 확장된 Tanimoto식을 적용하고 있으나, 수리실험과 중량산정식에 대한 오차가 발생하고 있어 수리실험을 통해 기존의 산정식에 대한 검토가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 경사입사파 조건에 따른 혼성제 제두부 구간의 피복재 안정성에 대하여 실험을 수행하였다. 설치수심은 0.3m 수심으로 고정하고, 입사각도를 0°, 30°, 45°, 60° 및 75°로 변화시켜 실험을 수행하였다. 전체 연장 10m의 모형에서 종점부 1m 구간을 실험구간으로 설정하고, 피복재의 종류는 피복석(50g), 콘크리트 피복블록(Tetrapod, Tripod)를 사용하였으며, 파랑조건은 불규칙파를 적용하였다. 주기 및 파고를 변화시켜 수리실험을 수행하였다. 실험결과는 제두부 구간에 피복된 피복재의 구간별 피해율을 분석하기 위해 구역분할도 적용하였으며, 확장된 Tanimoto식과 비교분석하여 중량산정식의 타당성을 검토하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제27권3호
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• pp.61-66
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• 2013

This paper presents the results of finite element simulations of elastic wave propagation in an underwater steel plate and the verification of a proposed method utilizing elastic wave-based damage detection. For the simulation and verification, we carried out the following procedures. First, three-dimensional finite element models were constructed using a general purpose finite element program. Second, two types of damages (mechanical defects and deteriorations) were applied to the underwater steel plate and three parameters (defect location, defect width, and depth) were considered to adjust the severity of the applied damages. Third, elastic waves were generated using the oblique incident method with a Gaussian tone burst, and the response signals were obtained at the receiving point for each defect or deterioration case. In addition, the received time domain signals were analyzed, particularly by measuring the magnitudes of the maximum amplitudes. Finally, the presence and severity of each type of damage were identified by the decreasing ratios of the maximum amplitudes. The results showed that the received signals for the models had the same global pattern with minor changes in the amplitudes and phases, and the decreasing ratio generally increased as the damage area increased. In addition, we found that the defect depth was more critical than the width in the decrease of the amplitude. This mainly occurred because the layout of the depth interfered with the elastic wave propagation in a more severe manner than the layout of the width. An inverse analysis showed that the proposed method is applicable for detecting mechanical defects and quantifying their severity.

• 대한기계학회논문집B
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• 제27권10호
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• pp.1464-1471
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• 2003

In order to investigate the flows with shock wave in branch, 108$^{\circ}$ elbow and T-junction of the IRWST system of standard Korean nuclear reactor, detail time dependent behaviors of unsteady flow with shock wave, vortex and so on are obtained by numerical method using compressible three-dimensional Navier-Stokes equations. At first, the complex flow including the incident and reflected shock waves, vortex and expansion waves which are generated at the corner of T-junction is calculated by the commercial code of FLUENT6 and is compared with the experimental result to obtain the validation of numerical method. Then the flow fields in above mentioned units are analyzed by numerical method of [mite volume method. In numerical analysis, the distributions of flow properties with the moving of shock wave and the forces acting on the wall of each unit which can be used to calculate the size of supporting structure in future are calculated specially. It is found that the initial shock wave of normal type is re-established its type from an oblique one having the same strength of the initial shock wave at the 4 times hydraulic diameters of downstream from the branch point of each unit. Finally, it is turned out that the maximum force acting on the pipe wall becomes in order of the T-junction, 108$^{\circ}$ elbow and branch in magnitude, respectively.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.327-334
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• 2013

수면 위에 놓인 수평 유공판과 입사파간의 상호작용 문제를 선형포텐셜 이론에 기초를 둔 고유함수전개법을 사용하여 해석하였다. 수면 위에 놓인 유공판에서의 경계조건식으로 Zhao et al.(2010)가 제안한 경계조건식을 사용하였다. 유공판이 놓인 유체영역내의 진행파 성분을 나타내는 첫 번째 고유값의 허수부가 유공판의 구멍을 통과하면서 발생하는 에너지 손실과 밀접한 관련이 있다. 유공판의 공극율과 폭 그리고 입사파의 주파수와 입사각도를 변화시키면서 반사율, 투과율, 그리고 파랑하중의 변화를 살펴보았다. 공극율 계수가 최적값 b = 5.0일 때, 유공판의 폭과 입사각도가 증가할수록 투과율은 크게 줄어드는 것을 확인하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.10-17
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• 2010

투과성 이중 반원통 구조물과 경사 입사파간의 상호작용문제를 선형포텐셜 이론을 사용하여 살펴보았다. 투과성 이중 반원통 구조물은 바닥에 고정된 동심원상으로 배열된 2개의 원통 구조물로 이루어지며 각 원통 구조물의 전면은 일정한 공극율을 갖는 투과벽으로 후면은 투명한 벽으로 구성된다. 전면 투과벽의 공극율과 간격 그리고 파랑특성(주파수, 입사각)을 변화시키면서 파랑하중과 처올림 파형 그리고 파 차단성능을 살펴보았다. 파 차단 성능의 척도로서 차단영역내의 평균제곱 변위의 제곱근(R.M.S.)을 사용하였다. 투과성 반원통 구조물은 불투과성 구조물과 비교하여 차단영역내의 파도응답을 감소시키며 구조물에 작용하는 파랑하중을 크게 줄여준다. 특히 이중 구조물은 고주파주 영역에서 단일 구조물보다 파를 차단하는데 효과적이다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.468-477
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• 2019

불규칙파에 의한 정온도 평가 시 주로 사용하는 Boussinesq 근사의 수치모형은 항의 개구부 폭이 약 30 m 내외의 좁은 마리나와 같은 소규모 항만에서는 격자 크기의 적용성 한계가 있고, 항 내로 진행하는 파의 회절에 대한 평가 시 정확한 정온도 평가가 어려울 수 있다. 본 연구에서는 정수면의 비정수압 항이 고려되어 해수면과 바닥층에서의 유속으로 계산하는 비선형 천수방정식 모형인 SWASH 모형(Zijlema and Stelling, 2005)을 사용하여 좁은 항의 개구부에서 정온도 평가의 적용성을 검토하였다. SWASH 모형은 구조물 및 지형에 입사하는 반사파 적용 시 수심과 공극율 계수 및 구조물 크기에 따라 부분 반사를 제어한다. 본 연구에서는 실제 구조물 단면 형태에 따른 구조물 전면에서의 반사파의 평가와 단면의 형태 및 구조물의 형태에 따라 반사율 적용성을 검토하였다. 항 내에 진입하는 회절 파랑에 의한 모델의 재현성을 평가하기 위해 구조물 직각 및 경사로 입사하는 영역을 구성하여 기존의 Goda et al.(1978)가 제시한 회절도 이론값과 비교하였다. 수심평균으로 계산된 단면 구조물 반사율 실험 결과는 Stelling and Ahrens(1981)이 제시한 반사율의 개략치와 유사한 반사율을 나타내며, 경계에서의 반사파의 제어와 구조물의 형상 및 지형에 따라 반사파가 잘 재현되는 것으로 판단된다. 회절도 검토 결과 파랑 진입 각도 및 회절파의 형태가 계산치가 이론값과 아주 유사하게 나타나지만, 경사 입사 및 직각 입사 모두 방향 집중도가 작은 경우 파고비가 0.5~0.6인 일부 구간에서 회절도가 저평가되는 것으로 나타났다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제12권3호
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• pp.139-148
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• 2000

본 연구에서는 유체가 채워진 착저식 유연막 구조물과 파와의 상호작용 문제를 유탄성 이론을 사용하여 살펴보았다. 먼저 동역학적 문제를 풀기에 앞서 유체로 채워진 유연막 내부에 일정한 압력이 작용하였을 때, 유연막의 형상과 막에 작용하는 초기장력을 정역학문제를 풀어 구한다. 동역학적 문제를 풀기 위하여 유체영역을 내부영역과 외부영역으로 나누어, 내부영역을 유연막을 경계로 영역 1과 영역 2로 다시 나눈다. 내부영역에서는 경계요소법을 사용하여 파동장을 풀고, 외부영역에서는 고유함수전개법을 사용하여 해를 구한다. 두 영역이 만나는 정합면에서 이미 구한 해를 정합시켜 완전한 해를 구한다. 유연막의 거동은 원주 좌표계를 사용하여 유도된 선형화된 막방정식을 사용하여 이때 외력은 영역 1과 영역 2의 압력차로 주어지므로 영역 1과 영역 2의 해는 막방정식을 통하여 연성된다. 유체가 채워진 착저식 유연막 방파제의 성능에 미치는 중요한 변수로는 유연막의 형상(폭, 높이)과 유연막 내부압력, 유체의 밀도이다. 설계변수들을 바꿔가면서 유연막에 의한 파랑제어 효과를 투과율을 통하여 살펴보았다. 또한 파의 입사각도에 따른 파랑제어 효과를 함께 고찰하였다. 수치계산결과는 Ohyama의 실험결과와 비교하였고 두 결과는 정량적인 값 차이가 나지만 정성적으로 일치하고 있음을 확인하였다. 적절히 설계된 유연막은 소형어항 보호용이나 레저용 방파제로 활용할 수 있는 가능성을 발견하였다.