• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제13권2호
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• pp.112-120
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• 2010

이 논문에서는 Yura 해역에서 폭풍 중 24시간 연속으로 측정된 freak wave가 포함된 파랑자료를 분석하여 비선형 파도의 통계적 특성을 살펴보았다. 파고의 초과확률분포는 Edgeworth-Rayleigh(ER) 분포와, Rayleigh 분포를 이용하여 계측된 자료와 비교하였다. 파형이 stationary 상태를 유지하는 10시간 동안 계측된 파랑자료(파랑의 개수가 4600 내외)에서는, 파형의 분포는 Gram-Chalier분포가 Gaussian분포보다 파랑자료와 일치를 한다. 전반적인 파고의 확률분포는 Rayleigh($H_{rms}$)분포를 잘 따르는 것을 볼 수 있다. Freak wave 발생확률은 Rayleigh($m_{o}{^{1/2}}$) 분포로 잘 표시가 되며, ER 분포는 과대하게 예측하는 것을 볼 수 있다. 30분간 계측된 파랑자료(파랑 개수가 250개 내외)에서 freak wave가 발생된 경우는 ER 분포가 freak wave 발생확률과 잘 일치한다. 그러나 전반적인 파고의 발생확률이 과대평가된다. Freak wave가 발생하지 않은 경우는 거의 모든 파고에 걸쳐 Rayleigh($H_{rms}$)분포가 계측된 파고분포와 잘 일치를 한다. 파고가 10 m 이하의 freak wave의 파고확률분포는 10 m 이상의 파고를 가지는 freak wave와 비슷한 경향을 보인다. $H_{max}/H_{1/3}$은 파형의 kurtosis와 연관이 있는 것을 보여주었다. Freak wave의 발생은 높은 kurtosis 값과 관계가 있으며, freak wave가 발생하는 임계 kurtosis 값이 존재할 가능성이 있을 것으로 추정된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.265-275
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• 2011

방파제 등 항만 외곽시설의 설계에 있어서 파랑은 구조물의 단면을 결정하는 가장 중요한 요소이다. 본 연구에서는 Holland(1980)의 파라미터 모델을 이용하여 태풍시의 해상풍을 구축하고, WAM 모형을 이용하여 태풍에 의한 파랑을 수치 계산하였다. 남해안의 부산, 목포, 여수, 서귀포 지역에 영향을 미친 태풍을 선정하고 가상의 태풍을 추가하여 training set을 구성하고, 남향 계열의 7개 파향에 대해서 경험모의기법을 적용하여 재현기간별 설계 파고를 산정하였다. 또한, 이를 POT 방법과 한국해양연구원(2005)의 결과와 비교, 분석하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제32권2호
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• pp.106-121
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• 2020

항 외곽시설 신뢰성 설계가 합리적으로 구현하기 위해서는 우리나라 해양환경 특성이 반영된 확률모형이 필요하며 이러한 시각에서 본 연구에서는 천 해역 확률모형 개발을 위한 기초연구의 일부로 불규칙 파랑 천수 과정을 수치 모의하였다. 수치 모의는 자연해안에서 흔히 관측되는 사주가 원빈에 형성된 해안을 대상으로 수행하였으며 파랑모형은 spatially filtered Navier-Stokes Eq., LES[Large Eddy Simulation], one equation dynamic Smagorinsky turbulence closure 등으로 구성하였다. 불규칙 파랑은 우리나라 동해안에서 관측되는 너울 특성을 반영하기 위해 다양한 첨두 증강계수를 지니는 JONSWAP 스펙트럼과 random phase method를 사용하여 모의하였다. 파고분포의 모수는 먼저 수치 모의에서 관측된 자유수면 시계열 자료를 threshold crossing method로 파별 해석[wave by wave analysis]하여 개별 파랑을 특정하고, 이어 이렇게 특정된 파마루와 파곡 빈도 해석결과로부터 산출하였다. 모의결과 현재 천 해역 파고분포를 대표하는 수정 Glukhovskiy 파고분포는 큰 파고와 작은 파고 발생확률은 과다하게, 중간 크기 파고 발생확률은 과소하게 평가하는 것으로 모의 되었으며, 이에 반해 본 논문에서 제시된 파고분포의 경우 일치도가 상당하였다. 또한, 전술한 수정 Glukhovskiy 파고분포와의 간극은 쇄파역에서 제일 현저하게 관측되어 수정 Glukhovskiy 파고분포를 쇄파역 언저리에 거치되는 외곽시설 신뢰성 설계에 적용하는 일은 지양되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국연안방재학회지
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• 제5권4호
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• pp.203-210
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• 2018

It is generally known that submerged breakwaters can reduce the incoming wave energy without disturbing the beach scenery. However, a submerged breakwater is also able to cause a setup of the sea level in the protected area which is also called as water piling-up. Since the piling-up can result in longshore currents, sediment transports, and unexpected beach erosion, understanding about the piling-up process is required prior to designing the nearshore structures. In this study, the water piling-up behind a submerged breakwater is assessed in the time of storm events. For the study area, Anmok beach in Gyeonso-dong, Gangwon-do is selected. 1-year, 5-year, 10-year, and 50-year return-values were derived from Peaks-Over-Threshold(POT) method and those are applied as offshore boundary conditions for the numerical simulation. The numerical results of the piling-up were assessed with regard to the wave steepness and the height of the submerged breakwater. With increase of both significant wave height and the height of the submerged breakwater, the piling-up parameter is also increased which can lead to erosion of dry beach behind the structure.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제31권3호
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• pp.115-128
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• 2019

본 논문에서는 공정별 해상작업 가능 기간의 합리적 산출이 가능한 확률모형이 제시된다. 확률모형을 유도하기 위해, 먼저 JMA(Japan Meterological Agency)와 NOAA(National Oceanic and Atmospheric Administration)의 해상풍 자료와 SWAN에 기초하여 2003년 1월 1일부터 2017년 12월 31일까지 한 시간 간격으로 울산 전면 해역에서의 유의 파고와 첨두 주기를 역추산 하였다. 이어 모의된 유의파고 시계열 자료로부터 최소 자승법을 활용하여 장기 유의파고 확률분포를 도출하였으며, 해석결과 그 동안 선호되던 삼 변량 Weibull 분포보다는 수정 Glukhovskiy 분포 계열에서 일치도가 가장 우월하였다. 보다 정확한 확률모형의 개발 가능성을 검토하기 위해 Borgman 선회적분을 활용하여 역 추산 단위 간격인 한 시간 내에서 출현하는 개별 파랑이 고려된 파고분포도 함께 유도하였다. 수정 Glukhovskiy 분포의 모수는 $A_p=15.92$, $H_p=4.374m$, ${\kappa}_p=1.824$로 드러났으며 해상작업 한계 파고가 $H_S=1.5m$인 경우 작업가능일 수는 319일로 모의되었다. 이와 더불어 확률모형의 검증자료를 얻기 위해 파고가 해상 준설작업 한계 파고로 기 보고된 바 있는 $H_S=1.5m$(Lee, 1991)를 상회하여 지속되는 시간을 유의파고 시계열 자료를 파별분석(wave by wave analysis)하여 산출하였다. 산출결과 2003년부터 2017년까지의 평균 지속기간은 45.5일로 확률모형으로부터 산출된 기간에 상당히 근접하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제26권6호
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• pp.397-404
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• 2014

우리나라의 항만정온도 검토 방법에는 이상 시 항내정온도 검토와 항만가동율 검토 등이 있으며 대부분의 경우에 두 가지 방법을 모두 수행하고 있다. 전자에서는 정온도 기준을 합리적인 근거가 없는 항내파고 절대치로 판단하고 있는 문제점이 있으며 그 실효성에도 의문이 제기된다. 후자에서는 초과출현율 파 또는 장기간의 실측 및 역추산 자료의 파향-주기군을 사용하여 항만가동율을 산정하는 방법 등이 사용되고 있는데 이들 중 초과출현율 파의 사용은 정확도에 문제가 있으므로 장기간 자료를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 현재 적용되는 하역한계파고의 기준은 너무 단순하여 실제 상황을 반영하는데 한계가 있다. 본 논문에서는 부산항 신항에서 관측한 파고 실측자료를 사용하여 현행 항만정온도 및 항만가동율 검토방법의 문제점을 실질적으로 입증하였으며 실측자료의 중요성을 강조하였다. 향후 우리나라 주요 항만 내 외에서 장기간의 실측 자료를 확보함으로써 개선된 항만정온도 기준을 마련하는데 적극적으로 활용하는 것이 바람직하다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제7권1호
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• pp.70-86
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• 2015

Short crested waves play an important role for planning and design of harbours. In this context a numerical simulation is carried out to evaluate wave tranquility inside a real harbour located in east coast of India. The annual offshore wave climate proximity to harbour site is established using Wave Model (WAM) hindcast wave data. The deep water waves are transformed to harbour front using a Near Shore spectral Wave model (NSW). A directional analysis is carried out to determine the probable incident wave directions towards the harbour. Most critical threshold wave height and wave period is chosen for normal operating conditions using exceedence probability analysis. Irregular random waves from various directions are generated confirming to Pierson Moskowitz spectrum at 20m water depth. Wave incident into inner harbor through harbor entrance is performed using Boussinesq Wave model (BW). Wave disturbance experienced inside the harbour and at various berths are analysed. The paper discusses the progresses took place in short wave modeling and it demonstrates application of wave climate for the evaluation of harbor tranquility using various types of wave models.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.303-314
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• 2022

해양 물리 환경 인자의 지속시간 분석은 작업시간, 설계와 같은 해안공학적 관점에서 요구되는 분석으로 해역 이용에 필수로 선행되어야하는 기초 분석이다. 본 연구에서는 기상청 해양기상관측부이 중 우리나라 서남해안 4개 관측 지점(덕적도, 외연도, 거문도, 거제도)의 풍속 및 유의파고 자료의 지속시간 분석을 수행하였다. 기준풍속은 1~15 m/s, 기준유의파고는 0.25~3.0 m의 범위를 설정하고 관측자료가 이를 넘어서 지속되는 시간을 산정했다. 분석결과, 풍속과 유의파고의 지속시간은 기준값이 높아질수록 급격히 감소했으며, 최대 기준 조건에서 지속시간의 중간값은 풍속이 최대 5시간, 유의파고는 최대 8시간으로 계산되었다. 1% 미만의 확률로 발생하는 지속시간은 기준풍속이 15 m/s일 때 최대 52시간, 기준유의파고가 3m일 때 최대 56시간으로 나타났다. 향후 우리나라 전 해역을 대상으로 해양기상 자료의 지속시간 분석을 수행할 수 있으며, 다양한 공학적 활용이 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권2호
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• pp.205-218
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• 2013

Boussinesq 모형인 FUNWAVE를 사용한 수치모의 결과를 바탕으로, 파고, 주기, 파향 및 조위와 같은 파랑특성 변수에 따라 해운대 이안류의 발생가능 정도를 추정하였다. 2011년 6월 12일에 발생한 이안류를 수치모의하여 이안류 발생 가능정도를 확인함으로써 정량화 기법을 제시한다. 이 이안류 발생정도의 정량화 기법은 다음의 절차를 따른다. 첫째로, 광범위하게 파고, 주기, 파향, 조위를 변화시키며 불규칙파를 해운대 수심지형에 적용하여 해운대 연안흐름을 수치모의 하였다. 둘째로, 이 수치모의 결과로부터 연안의 직각방향(cross shore direction)의 2주기 시간평균된 유속성분을 추출하고, 연안영역에 대하여 이 유속값의 심해방향 최대값을 그 영역의 '이안류 유속'으로 정의하였다. 셋째로, 전체 수치모의 시간에 대한 '이안류 유속' 시계열이 임의의 위험유속을 초과한 시간의 비를 위험 이안류 발생 가능 정도로 정의하여 정량화하였다. 추정된 이안류 발생정도에 따른 분석으로부터, 파고가 클수록, 주기가 길수록, 조위가 낮을수록 이안류가 더 잘 발생하는 것으로 나타났으며, 파향은 남동쪽보다 남서쪽 파향에서 조금 더 이안류가 잘 발생하는 것으로 나타났다.

• 환경영향평가
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• 제28권5호
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• pp.457-470
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• 2019

서남해 해상풍력 실증단지 해역을 중심으로 구축된 모니터링 자료를 분석하여 해양물리, 해양수질, 해저퇴적물의 환경 특성을 파악하고 현황을 제시하였다. 파고와 부유사 농도, 유속과 부유사 농도의 상관관계를 분석하여 연구 해역 토사의 부유 특성을 고찰하였다. 춘계 시(1 개월) 파고와 부유사 농도 사이에는 상관계수 0.61~0.69의 상관성을 보였으며, 1 m 이상의 높은 파고가 발생하면 75 mg/L 이상의 부유사 농도가 관측되었다. 수질평가지수 산정 시 필요한 항목을 중심으로 수질 현황을 분석하였으며 대부분의 정점에서 1등급(매우 좋음)을 보이고 있었다. 클로로필-a의 변동폭이 다른 항목에 비해 상대적으로 높게 나타나 수질평가지수에 영향을 주는 중요 인자로 파악되었다. 해저퇴적물 내 중금속 현황은 모든 항목의 평균값이 해양환경 주의기준 이하로 검출되었으며 강열감량과 입도분포는 높은 연관성을 보였다.