• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제35권4호
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• pp.84-94
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• 2023

재현기간에 따른 설계주기 추정에는 일반적으로 파고-주기 관계곡선을 이용한다. 본 연구에서는 설계주기 추정을 위한 파고-주기 관계곡선의 매개변수를 선형, 로버스트 선형, 비선형 함수를 이용하여 추정하고 그 계수를 비교-평가하였다. 매개변수 추정에 사용한 자료는 해양수산부(2019) 설계파고 추정에 사용한 연 최대 파고-주기 자료이며, 태풍, 비태풍 조건으로 구분하여 매개변수 추정에 이용하였다. 추정 매개변수는 해역의 지점에 따라 뚜렷한 차이를 보였으며, 추정기법의 경우에는 태풍 조건의 자료의 경우 비선형과 선형 기법이 큰 차이를 보이고 있는 것으로 파악되었다. 또한 SPM 공식과 GODA 공식을 평균하여 추정하는 Suh et al.(2008, 2010) 제안 방법은 절편 매개변수는 과소추정, 경사 매개변수는 과대 추정하는 것으로 파악되었으며, 해역의 국지적인 특성 반영에는 한계가 있는 것으로 판단된다.

• Ocean Science Journal
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• 제41권4호
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• pp.245-254
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• 2006

Long term wave climate of both extreme wave and operational wave height is essential for planning and designing coastal structures. Since the field wave data for the waters around Korean peninsula is not enough to provide reliable wave statistics, the wave climate information has been generated by means of long-term wave hindcasting using available meteorological data. Basic data base of hindcasted wave parameters such as significant wave height, peak period and direction has been established continuously for the period of 25 years starting from 1979 and for major 106 typhoons for the past 53 years since 1951 for each grid point of the North East Asia Regional Seas with grid size of 18 km. Wind field reanalyzed by European Center for Midrange Weather Forecasts (ECMWF) was used for the simulation of waves for the extra-tropical storms, while wind field calculated by typhoon wind model with typhoon parameters carefully analyzed using most of the available data was used for the simulation of typhoon waves. Design wave heights for the return period of 10, 20, 30, 50 and 100 years for 16 directions at each grid point have been estimated by means of extreme wave analysis using the wave simulation data. As in conventional methodsi of design criteria estimation, it is assumed that the climate is stationary and the statistics and extreme analysis using the long-term hindcasting data are used in the statistical prediction for the future. The method of extreme statistical analysis in handling the extreme vents like typhoon Maemi in 2003 was evaluated for more stable results of design wave height estimation for the return periods of 30-50 years for the cost effective construction of coastal structures.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제12권1호
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• pp.168-177
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• 2020

Many coastal engineering designs utilize empirical formulas containing the Equivalent Deep-water Wave Height (EDWH), which is normally given a priori. However, no studies have explicitly discussed a method for determining the EDWH and the resulting design wave heights (DEWH) under irregular wave conditions. Unfortunately, it has been the case in many design practices that the EDWH is incorrectly estimated by dividing the Shallow-water Wave Height (SWH) at the structural position with its corresponding shoaling coefficient of regular wave. The present study reexamines the relationship between the Shallow-water Wave Height (SWH) at the structural position and its corresponding EDWH. Then, a new procedure is proposed to facilitate the correct estimation of EDWH. In this procedure, the EDWH and DEWH are determined differently according to the wave propagation model used to estimate the SWH. For this, Goda's original method for nonlinear irregular wave deformation is extended to produce values for linear shoaling. Finally, exemplary calculations are performed to assess the possible errors caused by a misuse of the wave height calculation procedure. The relative errors with respect to the correct values could exceed 20%, potentially leading to a significant under-design of coastal or harbor structures in some cases.

• 해양환경안전학회지
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• 제21권5호
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• pp.571-576
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• 2015

본 논문은 X-band 레이더 기반 파고추정 방법의 비교연구에 대한 내용으로, 신호 대 잡음비 및 음영비를 이용하였다. 신호대 잡음비의 경우 기존 파고 추정을 위한 방법으로 널리 사용되고 있으며, 음영비의 경우 새로이 제시되는 방법이다. 본 연구에 사용된 레이더 영상의 경우 울산 주전해안에서 계측된 자료이며, 기상청 등표에서 계측된 해양기상정보와 비교하였다. 자료는 약 34일동안 계측된 자료를 비교하였으며, 동해안 태풍 진출 기간 자료를 확보하여 다양한 파고분포에 대한 결과를 검증하였다. 분석 결과 음영비를 이용한 파고추정의 경우, 부이와의 보정이 필요 없는 장점과 실시간 파고 계측의 가능성을 확인하였으며, 일부 풍속, 타 물체 탐지 등 레이더 영상의 외적 요소에 의한 오차 발생의 요인을 파악하였다.

• 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.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.873-883
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• 2014

본 연구는 선박의 크기, 계류상태, 파랑의 주기, 파향 등의 영향을 반영하여 계류선박의 동요량을 계산하고, 그 결과를 이용하여 선석 전면에서 하역한계파고를 산정하는 방법을 제시한 것이다. 여기서는 포항신항의 제 8부두에 본 방법을 적용하고 하역중단시 현지 파랑 관측자료와 비교하여 그 타당성을 검증하였다. 하역중단시 현지 선박의 크기는 800~35,000ton이었으며, 이 때 관측된 파랑은 파고 0.10~0.75m, 주기 7~13s이었다. 본 방법에 의한 하역한계파고는 5,000ton, 10,000ton, 30,000ton 선박에 대하여 파고 0.19~0.50m, 주기 8~12s로 계산되었으며, 본 방법은 파랑의 주기 변화 및 선박의 크기에 대응하여 하역중단시 현지 파랑 관측 결과를 잘 재현하였다. 한편 본 방법에 의한 하역한계파고는 선형 5,000~30,000ton, 주기 12s, 선박에 입사하는 파랑의 각도가 $75^{\circ}C$일 때, 설계기준의 하역한계파고에 비해서 장 단주기 파를 고려하면 16~62%, 단주기 파랑만 고려하면 0~46% 감소하였다. 또한 설계기준에 제시된 하역한계파고는 주기 변화 및 선형에 따라 대응하지 못하며, 10,000ton 이하의 선박에 대해서는 과대 평가되어 있음을 확인하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제34권2호
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• pp.128-135
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• 2020

When high waves and storm surge strike simultaneously, the characteristics of the fluid field change drastically from overtopping according to the wave runup height to overflow through a transition state that combines overtopping and overflows. However, an estimation model or evaluation method has not yet been established because there is not enough engineering data. This study developed a wave overtopping-overflow transition model based on a full-scale experiment involving wave overtopping and overflow transition, which appropriately reproduced the effect of waves or the temporal change in inundation flow. Using this model to perform a calculation for the wave overtopping and overflow transition process under typical circumstances, this study determined the wave runup height and features of the inundation flow under time series changes as an example.

• 한국해양공학회지
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• 제23권2호
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• pp.28-36
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• 2009

Many researches have been done to define the physical parameters for the wave generation and transformation over a coastal region. However, most of these have been limited to the application of particular conditions, as they are generally too empirical. To yield more reasonable wave estimation using a spectral wave model, it is important to understand how they work for the wave estimation. This study involved a comprehensive sensitivity test against the spectral resolution and the physical source/sink terms of the spectral wave model using SWAN and TOMAWAC, which have the same physical background with several different empirical/theoretical formulations. The tests were conducted for the East Anglian coast, UK, which is characterized by a complex bathymetry due to several shoals and offshore sandbanks. For the quantitative and qualitative evaluation of the models' performance with different input conditions, the wave elements and spectrums predicted at representative sites the East Anglia coast were compared/analyzed. The spectral resolution had no significant effect on the model results, but the lowest resolution on the frequency and direction induced underestimations of the wave height and period. The bottom friction and depth-induced breaking terms produced relatively high variations in the wave prediction, depending on which formulation was applied. The terms for the quadruplet and whitecapping had little effect on the wave estimation, whereas the triads tended to predict shorter and higher waves by energy transferring to higher frequencies.

• 한국해안해양공학회지
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• 제16권4
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• pp.233-240
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• 2004

도파고를 산정하는 경험식을 도출하기 위하여 도파지점에서의 수리조건을 대표하는 수치를 적용한 새로운 무차원수인 파활동경사 $S_x$를 도입하였다. Saville(1958)의 실험자료에 기초하여 사면경사, 파형경사 등과 도파고비와의 관계를 도출하여 수심 구간별로 도파고를 산정할 수 있는 경험식을 제시하였다. 한편 Ahrens(1988) 관측자료와 Mase(1989) 실험자료를 이용하여 조도 영향을 고려하며 광범위한 경사조건에 적용할 수 있는 보다 일반성이 확보된 경험식을 도출하였다. Mase(1989)가 시도한 바와 같이 Iribarren 수를 도입한 경우에는 비선형관계가 유도되어 지수형 산정식이 도출된다. 이에 반하여 지점 파활동경사를 도입하였을 경우에는 단순히 선형 비례하는 간단한 일차식의 형태로 광범위한 수심과 경사 구간에 적용할 수 있는 경험식을 도출할 수 있었다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.2
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• pp.173-177
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• 2006

From the viewpoint of coastal hydrodynamics, one of the most important effects of global warming is a sea-level rise in coastal areas. In the present study, impacts on port facilities against sea-level rise were investigated. The sea-level rise causes the increase of the water depth, and it generates variations on the wave height, buoyancy, tidal system and nearshore current system and so on. The increase of water depth gives rise to the decrease of crown height of the structure and it causes increase of wave overtopping quantity. It may flood the port zone and its facilities, and may decrease harbor tranquility. It also leads to difficulties on navigation, mooring and loading/unloading at the port. Increase in water depth also causes increase of wave height in surf zone. This high wave makes structures unstable and may cause them to collapse during storm. In addition, increase in buoyant force due to sea-level rise also makes the gravity type structures unstable. Consequently, theses variations due to sea-level rise will cause functional deterioration of port facilities. In order to protect port facilities from the functional deterioration, reinforcement plan is required such as raising the crown height and increase in block weight and so on. Hence proper estimation method for the protection cost is necessary in order to protect port facilities efficiently. Moreover response strategies and integrated coastal zone management plan is required to maintain the function of port facilities. A simple estimation of cost for breakwaters in Korea was performed in the present study.