• 한국해안해양공학회지
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• 제18권1호
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• pp.69-83
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• 2006

본 연구에서는 경사식 호안에서 발생하는 월파 현상에 대한 Level 3 신뢰성 해석을 수행하여, 처오름 높이와 평균월파량을 바탕으로 월파 현상을 분석하였다. Level 3 방법의 Monte-Carlo 추출법으로 모의하면서, 월파에 영향을 미치는 여러 변수들의 불확실성을 고려하였다. 파별분석법으로 개별파의 처오름 높이를 계산하여 월파확률을 산정하고, 평균월파량은 유의파고로부터 직접 계산하였다. 또한 개별파의 월파부피에 대한 통계적 가정을 바탕으로 월파확률과 평균월파량으로부터 최대월파부피를 산정하였다. 한편 파향의 변동성과 수심, 구조물의 경사각을 변화시키면서 월파 현상에 미치는 영향을 분석하였다. 파향의 변동성을 고려하거나 쇄파대 안쪽으로 들어올수록 굴절의 영향으로 평균월파량과 월파획률 그리고 최대월파부피가 줄어들었으며 호안의 마루높이도 낮게 결정되었다. 그리고 수심이나 방향분산계수가 다른 두 지점의 기대평균월파량이 같게 나타날지라도, 같은 수심에 비해 수심이 얕은 쇄파대 내에서는 기대월파확률은 크고 기대최대월파부피는 작게 나타난다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.154-162
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• 2011

개별파 최대월파량 개념을 이용하여 직립식 방파제의 마루높이를 산정할 수 있는 신뢰성 해석 모형이 개발되었다. 입사파랑이 작용하는 시간 동안 월파되는 파랑의 개수와 상대마루높이 그리고 평균월파유량의 함수로 정의되는 개별파 최대월파량과 그 허용치를 이용하여 신뢰함수를 수립하였다. 상대적으로 다른 불확실성을 갖는 관련 경험계수들을 확률변수로 고려하여 신뢰성 해석을 수행할 수 있는 Level III MCS 기법을 제시하였다. 장봉파 및 단봉파 조건에서 입사파향, 직립식 방파제의 구조형식 그리고 개별파 최대월파량의 허용수준을 변화시키면서 상대 마루높이에 따른 파괴확률을 산정하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.115-126
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• 1990

고파랑(高波浪)이 내습(來襲)하여 기존호안(旣存護岸)으로서는 방재(防災) 효과(效果)가 없을 경우, 기존호안(旣存護岸) 전면(前面)에 인공(人工)reef를 설치(設置)하여, 해안방재(海岸防災)와 해안환경(海岸環境) 보존(保存) 및 해안이용(海岸利用)을 동시(同時)에 갖는 다목적(多目的) 해안공간개발(海岸空間開發)이라는 취지(趣旨)에서 본(本) 연구(硏究)를 수행(遂行)하였다. 인공(人工)reef를 고정상(固定床)으로 제작(制作)하고, 불규칙파(不規則波)에 대(對)한 실험(實驗)과 기존이론(旣存理論)을 도입(導入)하여 월파량(越波量)과 쇄파율(碎波率)과의 관계(關係)를 밝혔다. 스펙트럼형상(形狀)이 월파량(越波量)에 미치는 영향(影響)을 규명(糾明)하기 위하여 수치(數値)simulation을 실시했다. 스펙트럼 형상(形狀)으로부터 파고(波高)와 주기(週期)의 결합(結合) 확률밀도(確率密度)를 분포(分布) 작성(作成)하여 인공(人工)reef의 제단면(諸斷面)이 월파량(越波量)을 저감(低減)시킬 수 있는 최적단면(最適斷面) 제시(提示)하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제19권6호통권67호
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• pp.8-15
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• 2005

Wave energy has been considered to be one of the most promising energy resources for the future, as it is pollution-free and an abundant natural resource. However, since it has drawbacks of non-stationary energy density, it is necessary to change the wave energy into a simple concentrated energy. Progressive waves in a coastal area can be amplified, swashed, and overtopped by a wave overtopping control structure. By conserving the quantity of overflow in a reservoir, the kinetic energy of the waves can be converted to the potential energy with a hydraulic head above the mean sea level. The potential energy in the form of a hydraulic head can be utilized to produce electric power, similar to hydro-electric power generation. This study aims to find the most optimal shape of wave overtopping structure for maximum overtopping volume of sea water; for this purpose, we carried out the wave overtopping experiment in a wave tank, under both regular and irregular wave conditions.

• 한국해양공학회지
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• 제16권2호
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• pp.1-5
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• 2002

In the past, ports have been mainly developed in natural harbors but nowadays ports are built wherever they can be economically justified. Therefore, construction of breakwater in area that establishment of structure is disadvantageous is risen according to the change of conditions to the location for ports. In case of building gravity breakwater in such point, need that plane shapes of more reasonable section permitting wave overtopping is necessary. One of the earliest methods for solving unsteady incompressible flow including free surfaces is the MAC(Marker And Cell) method by Harlow and Welch (1965). Recently. VOF(Volume Of Fluid) method to improve several drawbacks of MAC method is suggested by Hirt and Nichols(1981) and utilized extensively in fields of hydrodynamics. Wave overtopping phenomenon is simulated including wave breaking for permeable breakwater by numerical analysis and investigated features of wave overtopping behind structure using VOF method.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제6권4호
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• pp.947-964
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• 2014

Rubble mound breakwaters protect the coastal line against severe erosion caused by wave action. This study examined the performance of different sizes and properties (i.e. height of vertical wall and tetrapod size) of rubble mound breakwaters on reducing the overtopping discharge. The physical model used in this study was derived based on an actual rubble mound in Busan Yacht Harbor. This research attempts to fill the gap in practical knowledge on the combined effect of the armor roughness and vertical wall on wave overtopping in rubble mound breakwaters. The main governing parameters used in this study were the vertical wall height, variation of the tetrapod weights, initial water level elevation, and the volume of overtopping under constant wave properties. The experimental results showed that the roughness factor differed according to the tetrapod size. Furthermore, the overtopping discharge with no vertical wall was similar to that with relatively short vertical walls (${\gamma}_v=1$). Therefore, the experimental results highlight the importance of the height of the vertical wall in reducing overtopping discharge. Moreover, a large tetrapod size may allow coastal engineers to choose a shorter vertical wall to save cost, while obtaining better performance.

• 한국항해항만학회지
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• 제30권8호
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• pp.649-655
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• 2006

연안으로 입사해 들어오는 파랑은 월파형 파랑제어구조물에 의해 증폭, 월파되어 구조물 배후의 유수지에 위치 에너지로 저장될 수 있으며, 수두차의 형태로 저장된 위치에너지는 초저낙차 수차 터빈을 통해 전기에너지로 변환될 수 있다. 본 연구는 이와 같은 월파형 파력발전에 있어서 주어진 입사파 조건에 대해 최대 월파 유량을 획득하는 월파형 파랑제어구조물의 최적 형상을 도출하기 위한 실험적 연구이다. 월파형 파랑제어구조물의 형상 도출을 위한 수조 실험은 삼차원 조파 수조에서 이루어졌으며, 평면 파랑 집중 형상을 가진 삼차원 구조물의 형상은 5가지의 종류로 제작되었다. 파랑제어구조물은 신과 홍(2005)에서 제안한 월파형 파랑제어구조물의 이차원 단면 형상을 토대로 수로폭 및 수렴각을 가진 삼차원 형상으로 확장한 것이다. 본 삼차원 월파실험에서는 20개의 입사파 조건과 각각의 파에 대한 $0^{\circ},\;15^{\circ},\;30^{\circ}$의 상대 입사각을 부여하여 계측된 월파량을 분석하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권8호
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• pp.643-654
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• 2018

수치파동수조에서 안정적인 지진해일을 조파하기 위하여 2차원 수치모델(LES-WASS-2D)에 다양한 파형의 지진해일을 고려할 수 있는 무반사 조파시스템을 도입하였다. 기존 실험에서 측정한 호안주변의 지진해일의 시 공간 파형들과 비교하여 수치계산결과가 높은 정확도를 나타내었다. 이로써 본 연구에서 적용한 수치모델이 지진해일 월파모의에 있어서 적합하다는 것을 보여주었다. 지진해일 월파모의결과로부터 지진해일 체적비와 파고와 수심비에 따른 월퍄량, 침수거리를 고찰하였다. 지진해일의 파형이 넓을수록 월파량이 선형적으로 증가하였으며, 침수거리 또한 증가하였다. 그러므로 고립파 근사이론을 지진해일의 월파 및 침수모의에 적용할 경우, 실제 지진해일보다 수리특성이 과소평가 될 우려가 크다.

• 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.

• 한국방재학회 논문집
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• 제7권3호
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• pp.69-78
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• 2007

본 연구에서는 홍수가 범람하였을 때 제내지에서 발생하는 동역학적 거동을 정확히 모의하기 위해, 시간에 따른 제방붕괴 양상을 고려하여 제방붕괴시 제내지로 유입되는 월류량을 정확하게 산정하였다. 2차원 비선형 천수방정식을 지배방정식으로 사용하였으며, 비구조적 격자계가 적용된 유한체적법을 이용하여 제방붕괴를 모의하였다. 제방붕괴시 발생하는 충격파 흐름을 해석하기 위하여 HLLC approximate Rimann solver를 사용하였고, 수치진동을 제어하기 위해 TVD 제한자를 사용하는 WAF(Weighted Averaged Flux) 기법을 사용하였다. 또한 생성항은 연산자 분리기법을 이용하여 비 물리적인 결과가 나오지 않도록 하였다. 먼저 본 모형을 댐붕괴 문제에 적용하여 댐 붕괴시 발생하는 자유수면 변위를 계산하였으며, 경사식 방파제의 월류량을 산정하여 기존 실험결과와 비교 검증하였다. 그 결과 충격파를 잘 모의하고 있었으며, 월류량 또한 기존 실험결과와 일치하였다. 또한 제방 붕괴시 발생하는 흐름에 대해 높이와 폭을 각각 시간에 따른 함수로 가정하여 적용하였다. 제방붕괴 유형에 따른 월류량을 각각 비교한 결과, 제방이 갑작스럽게 붕괴된 경우에서의 월류량이 점진적으로 붕괴되는 조건에서의 월류량보다 크게 산정됨을 알 수 있었다.