• 대한조선학회논문집
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• 제46권5호
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• pp.488-497
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• 2009

The freak wave, also known as New-Year-Wave in the north Atlantic, is relatively large and spontaneous ocean surface wave that can sink even large ships and destroy maritime structures. To understand oceanic conditions that develop freak waves, we simulated and generated two versions of scale-downed waves (1:64 and 1:42) in a numerical wave tank and compared the results with the experiment in wave flume. Both of the breaking and non-breaking waves were generated in the simulation. The numerical simulation was implemented based on the finite volume method and a genetic optimization algorithm. Random values were assigned as the initial values for the parameter in the control function, which produced signals representing the motion of wave-maker. The same signal obtained from the optimization process was used for both of the simulation and the experiment. By varying the object function and restrictions of the simulation, a best profile of design wave was selected based on the characteristics, height and period of simulated waves. Results showed that the simulation and experiment with the scale of 1:42 agreed better with freak waves in the natural condition. The presented simulation method will contribute to saving the time and cost for conducting subsequent response analyses of motion under freak waves in the course of the model test for ship and maritime structure.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권4호
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• pp.845-852
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• 2015

파랑의 처오름높이는 항만 및 호안구조물의 마루높이 산정에 있어 주요한 설계요소이다. 본 연구에서는 TTP로 피복된 경사식구조물을 대상으로 2차원 수리실험을 수행하였으며, 실험에 적용된 실험파는 불규칙파로서 구조물 toe 위치에서 비쇄파, 쇄파 및 쇄파된 파의 조건을 포함한다. 본 실험결과를 이용하여 사면경사 1:1.5인 경사식구조물의 처오름높이를 산정할 수 있는 경험식을 쇄파 유사성 매개변수를 이용하여 제안하였다. 그리고 본 실험결과는 기존 연구결과인 van der Meer and Stam(1992)의 결과와 비교하였다.

• 산업기술연구
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• 제14권
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• pp.101-107
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• 1994

This study is to investigate harbor oscillation phenomenon according to combination of the wall structures by model experiment in a three dimensional wave basin. Six different types of wall combination were chosen through combination of erect wall, erect dissipation block, and sand beach, wave height at selected points in the harbor were measured by electronic wave gage. Test results show that the wall structure composed solely of erect walls showed generally highest harbor oscillation. Since natural beach shows lower reflection than erect dissipation block do, we thought it would be more efficient to use natural beach for improved harbor oscillation. The result showed, however, that the erect dissipation block are more efficient than natural beach to attain less harbor oscillation. The reason seens that the erect dissipation blocks have better capability to control breaking wave on the surface of the structure.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제32권3호
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• pp.180-201
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• 2020

유한길이의 혼성방파제 선단에서 발생되는 회절파의 영향으로 방파제 길이를 따라 중복파고가 변동하고, 이로 인하여 케이슨에 작용하는 파압이 공간적으로 변동하며, 또한 케이슨의 활동거리가 상이한 사행피해가 발생한다는 것은 잘 알려져 있다. 제체에 작용파력의 공간적인 변동은 2차원적인 실험이나 수치해석으로서는 접근될 수 없는 문제이다. 본 연구는 olaFlow 모델을 적용하여 고천단의 사석마운드 상에 놓인 케이슨의 선단 주변에서 회절파의 발생과 배후역으로의 영향 및 제체에 작용하는 충격쇄파압을 포함한 파압의 공간적인 변동 등을 2차원 및 3차원수치기법으로 접근한다. 또한, 수치해석에서는 혼성방파제 주변에서 평균파고, 평균수평유속 및 평균난류운동에너지의 변동특성을 면밀히 분석·검토한다. 이로부터 동일한 입사파랑에 대해 케이슨에 작용하는 파압분포가 방파제의 길이에 따라 크게 변동하며, 2차원수치해석에서는 발생되지 않았든 충격쇄파압이 3차원수치해석에서는 발생되는 경우가 나타나고, 충격쇄파압의 발생 시 경우에 따라 기존의 설계조건보다 매우 큰 파압이 정수면 근방의 케이슨 전면 벽체에 작용되는 등의 중요한 결과를 확인할 수 있었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제32권6호
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• pp.531-552
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• 2020

선행연구에서는 3차원규칙파에 대해 olaFlow 수치모델을 적용하여 혼성방파제의 선단 주변에서 파랑특성 및 케이슨에 작용하는 파압특성을 검토하였다. 본 연구에서는 동일한 수치모델과 혼성방파제의 배치 및 형상을 적용하여 일방향불규칙파의 작용 하에 고천단의 마운드 상에 놓인 케이슨의 선단 주변에서 회절파의 발생과 배후역으로의 영향 및 케이슨에 작용하는 충격쇄파압을 포함한 파압의 공간적인 변동 등을 2차원 및 3차원적으로 검토한다. 또한, 수치해석으로부터 혼성방파제 주변에서 주파수스펙트럼, 평균유의파고, 평균수평유속 및 평균난류운동에너지의 변동특성도 면밀히 분석·검토한다. 이로부터 2차원수치해석에서는 발생되지 않았던 충격쇄파압이 3차원수치해석에서는 발생되는 경우가 나타나고, 충격쇄파압의 발생 시 경우에 따라 기존의 설계조건보다 매우 큰 파압이 정수면 근방의 케이슨의 전면 벽체에 작용되는 등의 중요한 결과를 얻을 수 있었다. 또한, 동일한 입사유의파랑에 대해 케이슨에 작용하는 파압분포가 방파제의 길이에 따라 변동하는 것을 확인할 수 있었으며, 이러한 변동은 크기에서 차이를 나타내지만, 3차원규칙파에 대한 선행연구의 경우와 유사한 특성을 갖는다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제2권2호
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• pp.83-95
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• 1990

현재 해안공학에 있어서 불규칙파랑을 표현하는 방법으로서 스펙트럼분석법과 파별해석법이 있다. 그 중,스펙트럼해석법은 수심이 깊고 입사파랑의 분산성이 큰 영역에, 파랑분석법은 수심이 얕고 비선형성이 강한 영역 및 석파와 같은 불연속현상을 취급할 경우에 각각적용 되어진다. 그러므로 현지 불규칙파랑장을 계통적으로 취급하기 위해서는 어느 수심영역에서 스펙트럼해석으로부터 파별분석으로 전의해야 할 것인가에 대한 연구가 필요하게 된다. 본 연구는 현지 불규칙파랑의 전파에 의한 변형을 계통적으로 취급할 수 있는 구체적인 방법을 확립하기 위해서 행한 일연의 연구로서 입사파랑의 방향분석이 없는 2차원 불규칙파에 대한 천수을 행하여 스펙트럼해석법의 적용한계, 스펙트럼에서 추정되어지는 파고, 주기의 결합확률분포, 불규칙파의 천수, 석파변형에 대한 파별분석법의 적용한계 등에 대해서 검토한 것이다.

• 한국항만학회지
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• 제6권1호
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• pp.69-91
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• 1992

A new type of horizontal submerged break water or fixed structure to control waves near coastal area is introduced to focus wave energy before or behind it. Intentionally, the water depth near the structure is changed gradually to get a refraction and diffraction effect. The concentration of wave energy due to the structure was analyzed for the selected design of structure. The shape of the submerged structure in consideration is a circular combined with elliptical curve not to cause reflection of waves at the extreme edge of the structure but cause wave scattering. The direction of the structure against the incident wave is changed easily in the model Applying a regular wave train the following were examined. 1) whether a crescent plain submerged structure designed by the wave refraction theory can concentrate wave energy at a focal zone behind and before it without wave breaking phenomenon. 2) Location of maximum wave amplification factor in terms of the incident wave direction, wave period, etc. In any event the study would contribute to control waves near coastal area and to protect a beach from erosion without interruption of ocean view it is an useful study for the concentration of wave energy efficiently with the increase of wave height.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 추계학술대회 논문집(제1권)
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• pp.205-210
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• 2006

해양구조물 설계시 급격한 파랑에 의한 충격력은 구조물 안전을 위한 중요한 설계인자이다. 이러한 충격력은 과도한 하중이 극히 짧은 시간 사이에 발생하는 현상으로 실험적 또는 수치해석적으로 해석하기 매우 어려운 문제이다. 본 연구에서는 급격한 파랑에 의한 충격력을 해석하기 위하여 수치파수조를 이용하여 N.S. 방정식에 기반한 수치해석을 수행하였다. 임의파를 선형중첩에 기반하여 조파기를 작동시켜 재현하였고 다블록격자하에서 수직실린더에 작용하는 충격력을 수치해석하였다. 한편 자유표면은 V.O.F. 및 local height function을 이용하여 추적하였다. 수치해석 검증을 위하여 수치해석 및 실험 결과와 비교를 수행하였는데 비교적 만족할 수 있는 결과를 확인하였으나 해양구조물 설계시 유용한 결과를 얻기 위해서는 쇄파와 같은 극한파 재현과 극한파에 의한 충격력에 대한 많은 연구가 지속되어야 함을 알 수 있었다.

• 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.

• 한국해양공학회지
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• 제28권4호
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• pp.331-337
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• 2014

We analyzed the 3-D characteristics of the dynamic response of seabed around a submerged breakwater due to wave loading using a 3-D numerical scheme (LES-WASS-3D). Using our model, which considers the wave-structure-sandy seabed interactions in a 3-D wave field, we were able to investigate the 3-D characteristics of the pore-water pressure in the seabed around the submerged breakwater under various incident wave conditions. To verify the 3-D numerical analysis method suggested in this study, we compared the numerical results with the existing experimental results and found good agreement between them. The numerical analysis reveals that high pore-water pressure in the seabed is generated below a large wave height at the front slope of the submerged breakwater. It was also shown that the non-dimensional pore-water pressure in the seabed increases as the wave period increases because the wave energy dissipation decreases on the submerged breakwater and seabed as the wave period increases.