• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제29권6호
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• pp.335-349
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• 2017

수중에 설치되는 잠제는 해안침식을 방어하기 위한 대표적인 연안구조물로 지금까지 다양한 형태의 잠제가 제안 연구되어 왔다. 이와 같은 잠제는 천단에서의 급격한 수심변화에 의해 구조물 주변에서 복잡한 파동장을 형성한다. 본 연구는 3차원투과성잠제를 대상으로 잠제 주변에서 형성되는 파고분포 및 평균수위분포를 수치적으로 검토하였다. 수치해석에는 오픈소스 CFD 소스코드인 OLAFOAM을 적용하였으며, 투과성직립벽 및 불투과성 잠제에 대한 기존의 실험결과와의 비교를 통해 수치해석모델의 적용성을 검증하였다. 이를 바탕으로 설상사주의 형성조건에 있는 투과성잠제 주변에서 형성되는 파고분포 및 평균수위분포를 검토하였다. 수치해석결과, 잠제 사이의 개구부 폭이 감소할수록 개구부 중앙에서는 파고가 증가하지만 개구부 배후에서는 개구폭이 증가할수록 파고가 증가하며, 연안으로부터의 잠제 설치위치는 파고의 변화에 크게 영향을 미치지 않음을 확인하였다. 또한, 잠제의 개구부 폭이 감소함에 따라 잠제 개구부의 제두부 근방에서 평균수위 하강이 증가함을 확인하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제29권6호
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• pp.286-304
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• 2017

본 연구에서는 어항 등과 같은 소규모 항에서 적용 가능한 격자블록결속에 의한 신형식의 원형유공케이슨을 제안하고, 이러한 방파제의 수리특성을 수치적으로 검토하였다. 본 연구에서 적용한 수치해석 코드는 최근들어 다양한 분야에서 공학적 문제해결을 위해 그 사용예가 급증하고 있는 공중사용허가서(오픈소스 기반) 라이선스 기반의 OpenFOAM(Open Field Operation and Manipulation)에 조파모듈, 투과층 해석모듈, 및 반사파 제어기능 등을 추가한 OLAFOAM을 적용하였다. 본 연구는 먼저, 1) 규칙파 하 3차원슬리트케이슨 방파제에서 파의 파압변동에 대해 기존의 실험 결과와 비교 검토하고, 2) 불규칙파를 조파하여 목표한 파의 재현과 주파수스펙트럼을 비교 검토하여 OLAFOAM의 타당성을 검증하였다. 이로부터 슬리트케이슨과 유사한 원형유공케이슨이 설치된 일정수심의 3차원수치파동수조에 불규칙파를 조파하여 유수실 폭과 유의파고 및 유의주기의 변화에 따른 원형유공케이슨 방파제에서 월파량, 반사율, 파압분포 및 그들의 상호연관성을 면밀히 검토 분석하였다. 이로부터 파압분포는 불투과연직벽체에 대한 Goda 식의 결과보다 매우 작은 결과를 나타내었으며, 반사율은 기존의 슬리트케이슨에서 반사율의 변동범위 내에 존재하는 것을 알 수 있었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제28권4호
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• pp.240-249
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• 2016

본 연구에서는 회절을 고려하여 반무한방파제 형식의 직립구조물에 작용하는 지점별 파력 분포를 검토하였다. 비쇄파 조건에서 직립구조물에 작용하는 규칙파 및 불규칙파의 파력에 대해 방파제 전, 후면의 회절을 모두 고려하여 연구하였다. 방파제의 폭이 0인 조건을 비교 대상의 기준 조건으로 채택하였다. 규칙파의 경우 방파제 두부(head of breakwater)에서는 전후면의 입사파 및 회절파가 동시에 작용하여 상대 파력이 0이 되었으며, 두부에서 멀어지면 상대 파력 1.0을 중심으로 진동하는 패턴이 나타났다. 또한 경사입사각이 증가할 경우 규칙파의 상대 파력은 감소하는 경향을 보였다. 본 연구에서는 제곱평균의 제곱근비와 파력 스펙트럼을 이용하여 불규칙파의 상대 파력을 정의하였다. 각 성분파가 갖는 임의의 위상을 고려한 경우와 고려하지 않은 경우를 비교하였으며, 그 결과는 거의 동일하게 나타났다. 불규칙파의 경우 방파제 두부 근처에서 규칙파와 마찬가지로 상대 파력이 0으로 나타났으며, 두부에서 멀어질 때에는 다양한 성분파의 합성에 의해 상대 파력 1.0을 기준으로 진동하는 패턴이 비교적 약하게 나타났다.

• Wind and Structures
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• 제29권1호
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• pp.33-41
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• 2019

The interaction of head waves with an infinite row of identical, equally spaced, rectangular breakwaters is investigated in the presence of uneven bottom topography. Using linear water wave theory and matched eigenfunction expansion method, the boundary value problem is transformed into a system of linear algebraic equations which are numerically solved to know the velocity potentials completely. Utilizing this method, reflected and transmitted wave energy are computed for different physical parameters along with the wave field in the vicinity of breakwaters. It is observed that the wave field becomes more complicated when the incoming wavelength becomes smaller than the channel width. A critical ratio of the gap width to the channel width, corresponding to the inflection point of the transmitted energy variation, is identified for which 1/3 of the total energy is transmitted. Similarly, depending on the incident wavelength, there is a critical breakwater width for which a minimum energy is transmitted. Further, the accuracy of the computed results is verified by using the derived energy relation.

• 대한안전경영과학회지
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• 제11권4호
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• pp.139-145
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• 2009

The present study is to investigate the effect of wave-structure interaction such as wave oscillation. The theoretical method is based upon the linear diffraction theory obtained by the boundary element method. The water depth and incident wave period in fluid region are assumed to be constant. To investigate the wave interaction due to offshore structures, the numerical program has been developed and the simulation has been carried out by varying the conditions of distance and width of offshore structures. This study can effectively be utilized for safety assessment to various breakwater systems and layout of offshore breakwater in the ocean and coastal field. It can give information for the safety to construct offshore structure and revetment in coastal region.

• 한국해안해양공학회지
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• 제13권4호
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• pp.263-272
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• 2001

최근 우리나라에서는 slit형 케이슨을 적용한 방파제 건설이 시도되고 있다. slit 케이슨 방파제는 수심이 비교적 깊은 해역에 적절하며, 다수의 실험적.이론적 연구가 수행되었다. 본 연구에서는 불규칙파를 적용한 2차원 수리모형실험을 실시하여 종 slit형 케이슨 방파제의 반사특성을 검토하였다. 실험은 단일 유수실과 이중 유수실을 가지는 종 slit형 케이슨 방파제에 대해 유공율, 유수실의 폭 및 slit의 수 등을 달리한 여러 가지 실험안을 설정하여 수행하였다. 실험결과에 의하면, 파형경사가 작을수록 반사율은 크게 나타남을 알 수 있다. 그리고 규칙파를 적용한 기존 연구결과에 의하면 상대유수실 폭 (B/L)이 0.2-0.25 부근에서 최소 반사율을 보였으나, 불규칙파를 적용한 본 연구에서는 B/L$_{s}$ ,=0.13~0.15 범위에서 최소의 반사율을 보였다. 또한 동일한 유공율 조건에서 slit의 폭이 클수록 반사율이 낮게 나타났으며, 전체적으로 단일 유수실보다 이중 유수실의 경우가 소파효과가 우수하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제7권3호
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• pp.131-136
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• 2004

본 연구에서는 경계요소법을 이용하여 투과 저면위의 불투과성 잠제에 의한 투과율을 수치해석 하였다 해석기법으로는 유체와 투과성 영역을 동시에 해석할 수 있는 파압함수를 사용하였으며, 이론적으로 간단히 하기 위해, 투과성영역내의 파랑의 운동은 선형소산계수와 부가질량계수를 도입하여 정식화하였다. 투과 해저면 위를 진행하는 파랑은 진폭이 감쇠하면서 진행하는 것을 알 수 있었다. 그리고 투과율은 전체적으로 불투과 저면에 비해 투과 저면에서 작아지는 것을 알 수 있었으며, 잠제의 폭과 높이의 변화에 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권5B호
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• pp.539-549
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• 2006

본 연구에서는 포텐셜 이론, 섭동법, 경계요소법에 근간을 둔 이차의 시간영역 수치모델을 개발하고 이를 이용하여 폰툰형 부방파제의 성능을 평가하였다. 다양한 설계조건에 대하여 파력, 운동변위, 자유수면고, 투과율 등의 변화를 고찰하였으며, 파랑의 약 비선형성이 방파제의 동수역학적 특성에 미치는 영향을 분석하는데 주안점을 두었다. 수치모의 수행 결과, 이차의 성분 파는 동유체력, 계류장력, 운동변위에 미치는 영향이 큰 것으로 분석되었으나, 파랑의 약 비선형성이 투과율에 미치는 영향은 매우 작아 선형해석만으로도 파랑제어효율을 평가할 수 있음을 확인하였다. 또한 파랑제어효율이 우수한 수심과 흘수의 비, 파수와 폭과의 관계 등을 제시하였다.

• Water Engineering Research
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• 제3권4호
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• pp.235-245
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• 2002

In this study, breakwater model which has several outlet pipes to discharge water is settled in the experimental open channel and mean velocity distributions of multi wall jet are measured. The length of flow of flow establishment of wall jet is shorter than that of free jet and decay rate of jet centerline longitudinal velocity along x is linear in 0.3 $\leq$ x/$\l_q$ $\leq$ 17. The rate of vertical width and lateral width spreading of multi wall jet is respectively 0.0753, 0.157~0.190.

• 한국수산과학회지
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• 제20권4호
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• pp.370-378
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• 1987

Wave reflection control functions of mound for the foundation of composite and perforated break-waters were investigated through the theoretical considerations. The theory developed is based on a simple summation of components of reflected waves. The applicability of the theory is assured by the comparative studies of the theoretical calculation and experimental data on the sea surface elevation in front of a breakwater. It is found that the reflection is mainly controlled by depth and width of the mound. In the design of composite type perforated breakwaters, the width of perforated part of the upright section can be decreased to less than half of the conventional design width for the same reflection by using the reflection control function of mound part and the reflection can be reduced until less than $30\%$ of that in the composite breakwaters. Using the results, a design method of mounds is proposed, by which the reduction of wave reflection is assured under the given wave conditions.