• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제9권6호
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• pp.668-676
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• 2017

A two-dimensional numerical investigation is performed to study the influence of slot width of multi-stage stationary floating overtopping wave energy devices on overtopping flow rate and performance. The hydraulic efficiency based on captured crest energy of different device layouts is compared with that of single-stage device to determine the effect of the geometrical design. The results show optimal trends giving a huge increase in overtopping energy. Plots of efficiency versus the relative slot width show that, for multi-stage devices, the greatest hydraulic efficiency is achieved at an intermediate value of the variable within the parametric range considered, relative slot width of 0.15 and 0.2 depending on design layouts. Moreover, an application of adaptive slot width of multi-stage device is investigated. The numerical results show that the overall hydraulic efficiency of non-adaptive and adaptive slot devices are approximately on par. The effect of adaptive slot width on performance can be negligible.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.157-167
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• 2008

본 연구에서는 직립 구조물 전면에서 발생하는 권파에 의한 월파의 기포분율을 수리모형실험으로 검토하였다. 구조물 직립벽 전면에서 쇄파되는 내습파랑은 쇄파와 월파 과정동안 기포를 연행하거나 액적화되며 강한 난류세기를 갖는 다위상흐름이 된다. 본 연구에서는 광섬유반사율계와 기포를 이용한 영상유속계기법으로 월파의 기포분율, 유속, 그리고 층두께를 측정하였다. 반복된 실험으로 얻어진 기포분율과 유속은 조화평균과 시간평균을 적용하여 분석하였다. 평균된 기포분율의 분포로부터 높은 기포분율은 주로 월파수괴의 전면부에서 발생하는 것을 알 수 있었으며, 구조물 상단표면에 접한 영역과 월파수괴의 후면부 영역은 상대적으로 낮은 기포분율을 보여주었다. 측정된 월파의 기포분율, 유속, 그리고 층두께로부터 월파의 흐름율과 운동량을 산정하였고, 실험결과로부터 기포분율이 중요한 인자임을 알 수 있었다. 수심평균된 기포분율, 유속, 두께의 상사적 분포특성을 이용하여 경험식을 제시하였고, 1차원적 경험식을 이용하여 흐름율과 운동량을 검토하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제34권2호
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• pp.27-36
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• 2022

파랑이 구조물과 만나게 되면 강한 처오름이 발생하게 되며, 이러한 처오름은 월파를 야기하게 된다. 월파에 의해 야기된 월파수괴에 의해 구조물 배후면에 강한 낙하파압이 작용하게 된다. 구조물 배후면의 포장체 등을 설계하기 위해서는 월파 등에 의한 낙하파압이 산정되어야 하지만 여전히 불명확한 부분이 있다. 본 연구에서는 경사식구조물을 대상으로 월파에 의한 낙하파압 계측을 위한 수리실험을 수행하였으며, 수리실험에서는 파랑조건, 여유고, 피복재 높이 및 파라펫의 유무에 따른 낙하파압의 변화를 계측하였다. 상치콘크리트에는 월파의 효과적인 저감을 위해 파라펫이 설치되기도 하지만, 파라펫 설치로 인해 배후면에 작용하는 낙하파압은 증가하는 것으로 검토되었다. 수행된 실험결과를 이용하여 경사식구조물의 상치콘트리트 배후면에 작용하는 최대 낙하파압을 산정할 수 있는 경험식을 제안하였다.

• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제2권1호
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• pp.49-64
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• 2015

This paper presents a method for assessing the risk of wave run-up and overtopping of existing coastal defences and for analysing the probability of failure of the structures under future hydraulic conditions. The recent UK climate projections are employed in the investigations of the influence of changing environments on the long-term performance of sea defences. In order to reduce the risk of wave run-up and overtopping caused by rising sea level and to maintain the present-day allowances for wave run-up height and overtopping discharge, the future necessary increase in crest level of existing structures is investigated. Various critical failure mechanisms are considered for reliability analysis, i.e., erosion of crest by wave overtopping, failure of seaside revetment, and internal erosions within earth sea dykes. The time-dependent reliability of sea dykes is analysed to give probability of failure with time. The results for an example earth dyke section show that the necessary increase in crest level is approximately double of sea level rise to maintain the current allowances. The probability of failure for various failure modes of the earth dyke has a significant increase with time under future hydraulic conditions.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.258-265
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• 2022

국내에서 수행된 대부분의 항만구조물에 대한 월파량 산정 실험은 구조물 전면 바닥 경사가 일정한 조건 또는 전면경사면이 설치되지 않은 상태에서 수행되었다. 금번 실험에서는 직립식 호안도로 전면의 수심을 단면수로에 재현하고 외해에서 파랑 내습시 월파량을 계측하였다. 월파량의 계측은 수리실험이외에 OLAFoam을 적용하였다. 계측결과는 기존 연구성과인 EurOtop과 비교하였다. 실험 결과비교를 통하여 직립식 구조물의 경우 전면 경사면의 영향이 매우 큰 것을 알 수 있었으며, 향후 EurOtop 등의 적용시 이에 대한 검토가 필요할 것이다. 또한 OLAFoam을 활용하여 복잡한 지형을 갖는 구조물에 대해서도 월파량 예측이 가능할 것을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.125-134
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• 1989

해안방재(海岸防災)의 새로운 공법(工法)으로 인공 모래톱(artificial reef)를 설치(設置)하여 해빈海浜)의 안정성(安定性)을 유지(維持)하고 해안(海岸)을 이용(利用)하자는 구상(構想)으로부터, 본논문(本論文)은 해안수리학적(海岸水理學的)인 관점(觀點)에서 인공(人工) reef의 특성(特性)을 밝히고 있다. 인공(人工) reef 선단(先端)에서 강제쇄파(强制碎波)에 의한 쇄파후(碎波後)의 파고변화(波高變化)을 예측(豫測)하는 model을 확립(確立)하고, 인공(人工) reef상(上)에서 파랑예측(波浪豫測)의 방법중(方法中) 파별해석법(波別解析法)의 타당성(妥當性)을 입증(立證)했다. 동시(同時)에 규칙파(規則波)와 불규칙파(不規則波)를 이용(利用)하여 월파량(越波量) 산정(算定)에 관한 weir model의 적용성(適用性)을 검증(檢證)하고, 월파량(越波量) 산정(算定)에 있어서 파별해석법(波別解析法)을 적용(適用)하여, 인공(人工) reef의 설치(設置)로 인한 월파량(越波量) 저감효과(低減效果)를 수치계산(數値計算)과 실험(實驗)에 의해서 밝혔다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제15권3호
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• pp.163-169
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• 2012

본 연구에서는 제주시 탑동 호안에서 빈번하게 발생하고 있는 월파 피해의 발생 원인을 파악하고 그에 따른 대응방안을 모색하기 위하여 실시한 수리모형실험을 다루었다. 모형실험에서는 입사파의 주기 변화에 따른 탑동 호안의 반사율을 피복석 설치 유무에 대해 측정하였다. 또한 50년 반복주기 NE 설계파를 기준으로 선정된 파고와 주기 변화에 따른 월파량 및 탑동 호안 구조물 내 파압을 상부구조물의 높이 증가와 곡면 돌출부의 형상을 바꿔가면서 측정하였다. 실험결과로부터 상부구조물의 높이 증가와 곡면 돌출부의 형상 변화가 월파량을 감소 측면에 효과적임을 확인하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제18권4호
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• pp.372-382
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• 2006

기존 방파제의 대부분은 항내외 흐름을 차단시키는 불투과성 방파제로서 항내의 수질오염을 심화시키고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 최근에 여러 형식의 해수교환방파제가 제안되고 있다. 해수 교환 방파제의 형식에는 흐름을 이용한 조류제, 파랑을 이용한 월류제 등이 있다. 이 중에서 파랑에너지에 의한 해수교환 형식은 항내로 월파되는 월파량의 계산시 적절한 유량계수의 산정을 필요로 한다. 본 연구는 적절한 유량계수의 도입을 통해서 정량적인 월파량을 계산하고, 월류식 해수교환방파제의 해수교환 효과를 검토한 것이다. 파량의 계산은 정상상태의 하천에서 월류제를 넘어가는 월류량을 산정하는데 사용되고 있는 Forchheimer의 식을 시간의존 완경사방정식에 적용하여 가능하도록 하였다. 이 때 가장 중요한 매개변수인 유량계수는 수리모형실험으로 추정하였다. 이와 같은 방법을 제주외항 서방파제의 해수교환 구간에 적용하고 해수교환 성능을 검토해 보았다. 평상 파랑 조건이 파고 3.7 m, 주기 8.5 s, NNW방향일 때, 항내로 공급되는 월파량은 $27.5m^3/s$로 산정 되었다.

• 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.