• 한국해양공학회지
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• 제37권2호
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• pp.68-79
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• 2023

Even though submerged breakwater reduces incident wave energy, it redistributes the coastal area's wave-induced current, sediment transport, and morphological change. This study examines the coastal hydrodynamics and the morphological response of a wave-dominated beach with submerged breakwaters installed through field observation and quasi-3D numerical modeling. The pre-and post-storm bathymetry, water level, and offshore wave under storm forcing were collected in Bongpo Beach on the East coast of Korea and used to analyze the coastal hydrodynamic response. Four vertically equidistant layers were used in the numerical simulation, and the wave-induced current was examined using quasi-3D numerical modeling. The shore normal incident wave (east-northeast) generated strong cross-shore and longshore currents toward the hinterland of the submerged breakwater. However, the oblique incident wave (east-southeast) induced the southeastward longshore current and the sedimentation in the northeast area of the beach. The results suggested that the incident wave direction is a significant factor in determining the current and sediment transport patterns in the presence of the submerged breakwaters. Moreover, the quasi-3D numerical modeling is more appropriate for estimating the wave transformation, current, and sediment transport pattern in the coastal area with the submerged breakwater.

• 한국안전학회지
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• 제32권2호
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• pp.112-116
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• 2017

Present study investigated the influence of time step size, turbulent eddy viscosity, and the number of layer on rapid and unsteady propagation of dam break flow. When the time step size had a value such that it resulted in Cr of 0.89, a significant numerical oscillation was observed in the vicinity of the wave front. Higher turbulent viscosity ensured smooth and mild slope of velocity and water stage compared with the flow behavior by no viscosity. The vertical velocity at the lower layer positioned near the bottom showed lower velocity compared with other layers.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제3권3호
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• pp.216-224
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• 2011

In This study develops a quasi-three dimensional numerical model of wave driven coastal currents with accounting the effects of the wave-current interaction and the surface rollers. In the wave model, the current effects on wave breaking and energy dissipation are taken into account as well as the wave diffraction effect. The surface roller associated with wave breaking was modeled based on a modification of the equations by Dally and Brown (1995) and Larson and Kraus (2002). Furthermore, the quasi-three dimensional model, which based on Navier-Stokes equations, was modified in association with the surface roller effect, and solved using frictional step method. The model was validated by data sets obtained during experiments on the Large Scale Sediment Transport Facility (LSTF) basin and the Hazaki Oceanographical Research Station (HORS). Then, a model test against detached breakwater was carried out to investigate the performance of the model around coastal structures. Finally, the model was applied to Akasaki port to verify the hydrodynamics around coastal structures. Good agreements between computations and measurements were obtained with regard to the cross-shore variation in waves and currents in nearshore and surf zone.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제23권6호
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• pp.466-473
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• 2011

온배수의 수중 방류 시 강한 방류 모멘텀 플럭스와 부력 플럭스에 의해 수중제트 인근에는 부력제트가 지배적인 근역이 형성되며, 이러한 근역을 해석하는 도구로써 비정수압 RANS 방정식을 적용한 전산유체역학(CFD) 모델을 이용하여 근역에 대한 적용성을 검토해 보았다. 과거 연구된 바 있는 원형 부력제트 수리실험과 유사한 조건으로 모델을 구성하고 정류시의 수평 부력 제트 경우와 가로흐름시 수직 부력 제트 경우에 대해 수치 실험을 수행하였다. CFD 수치실험의 결과는 수리실험 및 해석해 모델(CorJET)의 결과와 무차원화한 중심 궤적 및 희석율에 대해 비교 검증하였는데, 실제 수리실험의 결과와 잘 일치하는 것으로 나타났다. CFD 모델은 현재 근역 해석해 모델과 광역 준3차원 해수유동 모델이 가지고 있는 한계를 모두 보완할 수 있어 수중방류 온배수 영향해석에 적합한 모델이며, 본 연구를 통해 근역해석의 적합성을 확인하였으므로 향후 계산효율이 확보된다면 수중방류 온배수의 이동 및 확산 해석 도구로써 널리 활용될 것으로 기대된다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제14권2호
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• pp.136-150
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• 2002

시화호의 수질을 개선할 목적으로 배수갑문을 통하여 외해수를 자유롭게 유통하는 방안이 고려되고 있다. 좁은 갑문을 통해 외해와 연결된 하구호는 갑문을 열고 닫는 것에 따라 희석 확산되고 상류 하천의 유입과 바람에 의해서 순환이 영향을 받는다. 이런 하구호의 수질예측목적으로 3타원 유한체적모형인 CE-QUAL-ICM을 3차원의 유한요소 동수역학모형인 TIDE3B와 연계 적응하였다. 서로 다른 두가지의 모형을 접합하여 이용할 때 발생될 수 있는 오차를 질량보존을 만족하면서 최소로 줄일 수 있는 방법을 제시하였다. 실제 관측치와의 비교검증을 통한 후 일년간 모델을 시험한 결과, 미 확정적인 초기조건의 영향을 받아 계산 초기의 60일간의 신뢰성은 의문시 되었다. 그러나 이후에는 부영양화 인자나 다른 수질 인자들이 준정상상태에 다다르는 결과를 보여 초기의 영향을 원만히 다를 수 있는 완화방안이 필요할 것으로 판단되었다. 수체와 저질사이의 반응도 모의하였지만 이 영향은 크지 않아 장기간의 모의에서는 저질의 영향을 고려하지 않아도 무난할 것으로 판단된다. 본 연구에서 새롭게 적용된 기법을 이용한 모의결과는 하구호의 수질개선을 위해 부영양화를 저감하는 것뿐만 아니라 능동적인 순환을 고려하는데 만족스럽게 응용될 수 있는 가능성을 보여주고 있다.