• 산업기술연구
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• 제20권A호
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• pp.139-148
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• 2000

A numerical model is represented to calculate the wave fields such as the reflected waves, the transmitted waves, and depth averaged velocities over submerged breakwaters for the normally incident wave trains of nonlinear monochromatic wave. The numerical model is correctly formulated by using both the finite amplitude shallow water equations with the effects of bottom friction and the explicit dissipative Lax-Wendroff finite difference scheme, also satisfactorily verified by comparison with the other results. The behaviors of reflected and transmitted waves with respect to geometric parameters of submerged breakwater such as the slope, crest depth, and crest width are numerically analyzed in this study. In particular, the reflection and transmission coefficients are quantitatively calculated as the function of geometric parameter of submerged breakwater. It is found that the crest depth among parameters related to practical design may be the most important parameter in designing the submerged breakwater. Therefore, the effective and economic performances of submerged breakwater should be depended on the determination of optimal crest depth.

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권6호
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• pp.89-97
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• 2009

본 연구에서는 도시지역을 관통하는 댐 붕괴파의 전파특성을 모의하고 분석하기 위한 선행 작업으로 천수방정식과 well-balanced HLLC 기법에 근간을 둔 2차원 비구조적 유한체적모형을 개발하였다. 개발된 모형은 다양한 1차원과 2차원의 댐 붕괴파 해석과 관련된 문제에 대해 검증되었으며, 검증결과 해석해 및 수리모형실험을 통한 실측자료와 매우 일치하는 경향을 나타냈다. 본 연구에서 개발된 수치모형은 현장에서 그리고 수리모형실험을 통해 관측된 수위자료와 잘 일치하였으며, 기존의 모형으로부터 계산된 수위결과에 비해 비교적 보다 정확한 결과를 나타내었다.

• 한국해양공학회지
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• 제33권4호
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• pp.364-376
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• 2019

When underwater blasting is conducted, both shock waves and water waves have an effect on adjacent coastal areas. In this study, an empirical formula for estimating the details of water waves caused by underwater blasting was applied to a non-reflected wave generation system, and a 3D numerical wave tank (NWT) was improved to reproduce the generation and propagation of such water waves. The maximum elevations of the propagated water waves were comparatively analyzed to determine the validity and effectiveness of the NWT. Good agreement was demonstrated between the empirical and simulation results. The generation and propagation of water waves were also simulated under each underwater blasting scenario for the removal of the Todo islet at the Busan Newport International Terminal (PNIT). It was determined that the water waves generated by the underwater blasting scenario examined in this study did not have a significant impact on the PNIT. In addition, multiple-charge blasting caused higher wave heights than single-charge blasting. As the amount of firing charge increased, the wave height also increased. Finally, larger water waves were generated during the later blasting conducted at a deeper depth as compared with an earlier blasting conducted at a relatively shallow depth.

• 한국수자원학회논문집
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• 제31권4호
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• pp.449-457
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• 1998

천수방정식을 해석하는 수치모형을 이용하여 Babi 섬과 Okushiri섬의 배후지역에서 관측되었던 지진해일의 매우 높은 처오름높이에 관한 연구를 수행하였다. 특히, 입사파의 폭을 조절하여 섬의 바닥지름과 입사폭의 비율 변화에 따른 원추형 섬에서의 최대 처오름높이의 변화를 조사하기 위해 여러 경우의 입사파폭에 대하여 수치계산을 수행하여 수리모형실험 결과와 비교하였다. 원추형 섬의 배후지역에서의 처오름높이는 섬의 해저지름에 대한 입사파 폭의 비율과 밀접한 관련이 있음을 밝혀냈다.

• 한국항해항만학회지
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• 제31권6호
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• pp.479-484
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• 2007

항만 및 해안구조물의 설계시 사용되는 천해역에서의 파랑장 계산은 내륙 관측소의 바람자료를 이용하거나 심해파 추산모형에 의하여 추출된 심해파제원을 사용하는 것이 일반적이다. 그러나 전자의 경우는 관측소가 대부분 내륙에 위치하여 파랑발달을 모의하기 위한 정확한 바람자료를 얻기란 매우 어렵다. 또한, 후자의 경우는 아주 넓은 영역에서 큰 격자크기로 계산이 이루어지기 때문에 연안 및 천해역 지형을 상세히 재현하지 못하므로 임의의 정점에 대한 정확한 정보를 파악하기도 어렵다. 따라서, 본 연구에서는 우리나라 동남부 해역의 태풍 ‘매미’ 내습시의 파랑 관측자료를 사용하여 천해역에서의 파랑장 계산을 수행하였다. 또한, 계산된 파랑장의 정확도를 확인하기 위하여 울산해역 인근의 파고 및 파향 관측결과를 비교 검토하였다. 울산해역에 대한 파고분포 산출결과, 관측정점에서 파고는 ${\pm}1.3%$의 차이를 보여 기존의 방법 보다 높은 정확도를 보이는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.67-75
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• 1986

본 연구에서는 파랑의 에너지 및 에너지 수송과 관련된 변량들의 계산과 그 비선형효과의 분석을 능률적으로 수행하기 위하여 설계파에 대한 비선형 흐름함수파이론을 도입한다. 흐름함수파이론은 비대칭성 파형을 갖는 실측파와 이론적인 대칭 파형을 갖는 설계파. 두 경우 모두에 사용할 수 있는 이론으로 Dean에 의해 처음 창안되었다. 후에 Dalrymple이 특정한 파고의 조건과 0의 평균해수면 변위의 조건을 만족하도록 하는 두 라그란지 승수를 사용하여 기존의 수치계산 과정을 개량함으로써 수치계산이 좀 더 효율적으로 수행되도록 하였다. 그리고 흐름함수의 계수 (Stream function coeffiicient)들은 본 연구를 위해 개량한 Marquardt algorithm을 사용하여 수치계산된다. 본 연구의 결과로서 평균 위치에너지와 평균 운동에너지, 평균 전에너지의 비선형효과는$L^*/L_O$의 감소와 $H/H_B$의 증가에 한결같이 증가하여 흐름함수이론과 비교하여 선형파이론이 항상 과대평가된다. 군속도와 파장의 비선형효과는 $H/H_B$의 증가에 한결같이 증가하되 선형파이론이 항상 과소평가된다. 마지막으로 평균 전에너지 Flux의 비선형효과는 천해파(shallow-water waves)에 대해서는 선형파이론이 과대평가되고 심해파 (deep-water waves)에 대해서는 선행파이론이 과소평가되는 양면성을 지닌다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• 제22권3E호
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• pp.133-140
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• 2003

A time series simulation is presented by a ray approach for the simulating the received waveform of a broadband acoustical signals interacting with the ocean boundaries. The environment is assumed to be horizontally stratified, and the seafloor is described in terms of homogeneous fluid half-space. The ray approach includes the effects of reflection from the air-water, water-sediment interface and phase shifts due to boundaries interaction. To generate time series, we assume that the acoustic energy propagates from source to receiver along eigenrays and represent the action of the bottom on the incident wave by a linear filter and characterized in the frequency domain by the transfer function. As example application, the time series for an explosive source in a shallow water environment is calculated and analyzed in terms of acoustical process. good agreement with measured time series is demonstrated.

• 한국해안해양공학회지
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• 제16권3호
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• pp.171-177
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• 2004

디지털 영상을 이용한 새로운 파고계를 연구ㆍ개발하였으며 실험실의 조파 수조를 사용하여 검증하였다. 본 연구는 비디오 동영상이 1/15초의 일정한 간격으로 영상을 촬영하는 규칙성과 아날로그 영상에서 디지털 영상으로의 변환, 그리고 큰 용량의 저장 매체를 활용하였다. 본 파고계는 수면의 움직임에 따라 동일하게 움직이는 부이를 촬영한 영상에서 그 움직임을 자동으로 추출하는 방법으로 파고 관측을 하였으며 참값과 비교 검증하였다. 차후 개선 연구를 통하여 해안에 근접한 천해역에서 파랑 관측을 하는데 활용할 수 있을 것으로 보인다.

• 한국항해항만학회지
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• 제31권5호
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• pp.339-344
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• 2007

항주파는 해안침식, 호안 결괴, 하역곤란 및 어선 등 소형선박의 동요를 발생시키며, 최근에는 고속으로 항행하는 수상오토바이, 모터보트 및 여객선 등이 수영객, 낚시꾼 및 어로작업중인 어민에게 위협이 되고 있다. 본 연구에서는 실험 및 이론적으로 항주파고의 전파특성을 검토하였으며 상대수심이 얕은 수역에서 발생한 항주파가 천해역으로 전파하는 경우 파고증가율이 커지며, 수심이 얕을수록 유속이 느린 흐름이 존재하여도 파가 진행하지 못함을 알 수 있다.

• Korean Journal of Mathematics
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• 제23권1호
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• pp.11-27
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• 2015

Nonlinear partial differential equations are more suitable to model many physical phenomena in science and engineering. In this paper, we consider three nonlinear partial differential equations such as Novikov equation, an equation for surface water waves and the Geng-Xue coupled equation which serves as a model for the unidirectional propagation of the shallow water waves over a at bottom. The main objective in this paper is to apply the generalized Riccati equation mapping method for obtaining more exact traveling wave solutions of Novikov equation, an equation for surface water waves and the Geng-Xue coupled equation. More precisely, the obtained solutions are expressed in terms of the hyperbolic, the trigonometric and the rational functional form. Solutions obtained are potentially significant for the explanation of better insight of physical aspects of the considered nonlinear physical models.