• 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.399-409
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• 2017

본 연구는 투과성잠제 배후에서 형성되는 설상사주의 주요외력으로 작용하는 평균유속, 연안류 및 난류운동에너지 등을 포함한 유속장의 특성을 수치적으로 검토하였다. 또한, 연안류에 의한 수송유량으로부터 해안선의 지형변동도 예측하였다. 수치해석에는 오픈소스 CFD 코드인 OLAFOAM에 기초한 3차원수치파동수조에 설상사주의 형성조건 하에 있는 투과성잠제를 설치하여 수치실험을 수행하였다. 수치실험에서는 규칙파의 조건 하에서 잠제의 개구폭 및 설치위치에 따른 잠제 주변에서 유속변동의 특성을 평가하였다. 수치실험 결과로부터 잠제의 개구폭이 넓을수록 강한 연안류가 형성됨과 동시에 수송유량이 증가하고, 개구폭이 좁을수록 연안류가 수렴되는 지점이 제간부에서 제두부로 이동함을 확인하였으며, 이로부터 잠제 배후에 형성되는 설상사주의 형성원인을 파악할 수 있었다. 또한, 잠제 사이의 개구폭 및 잠제와 해안선 사이의 거리에 따라 연안류는 해안선에서 난류운동에너지의 변화와 밀접한 관계를 가지는 것을 알 수 있었다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제17권4호
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• pp.232-242
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• 2005

본 연구에서 Penney and Price(1952)의 해석 해를 사용하여 반무한방파제, 양익방파제 등에서 발생하는 파랑의 회절 및 다중반사 현상에 대한 해석 해를 구하였다. 구조물에서의 반사 현상을 양익방파제를 지나는 회절 현상으로 간주하여 방파제에서 발생하는 단일반사 및 다중반사 현상을 규명하였다. 이를 바탕으로 방파제의 위치와 입사파랑의 각도에 따라 다른 경우에도 해석해를 구할 수 있다. 이러한 해석해는 국내의 항만 실무자들에게 회절 및 다중반사 현상에 대한 이해를 도울 수 있을 것이며, 실무의 해안 및 항만 구조물 설계 시에 사용되는 수치프로그램들의 정확도를 판단할 수 있는 비교 대상으로 사용될 수 있으리라 판단된다.

• Ocean Systems Engineering
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• 제5권4호
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• pp.319-329
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• 2015

Submerged breakwaters are used to prevent shore line erosion and sediment transportation. One of their advantages is low visual impact. In this paper, the effects of discontinuous submerged breakwaters over water surface elevation was numerically studied considering the extended Boussinesq equations as governing equations using MIKE21 software. The result of discontinuous breakwater was compared with a beach without breakwater. The results showed that the gap dramatically effects on surface elevation from shore line to offshore. It is also evident from results that with approaching the center of the gap, fluctuation of surface elevation is generated. It is because of passing longshore currents towards offshore through the gap which leads to an increase in sediment transportation rate. Nevertheless, transferring water mass from breakwater gap results in powerful rip currents leading to high changes on longshore wave profile.

• 한국항해항만학회지
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• 제41권5호
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• pp.345-352
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• 2017

Recently, a new port reserves deep water depth for safe navigation and mooring, following the trend of larger ship building. Larger port facilities include long and huge breakwaters, and mainly adopt vertical type considering low construction cost. A vertical breakwater creates stem waves combining inclined incident waves and reflected waves, and this causes maneuvering difficulty to the passing vessels, and erosion of shoreline with additional damages to berthing facilities. Thus, in this study, the researchers have investigated the response of stem waves at the vertical breakwater near the entrance channel and applied numerical models, which are commonly used for the analysis of wave response at the harbor design. The basic equation composing models here adopted both the linear parabolic approximation adding the nonlinear dispersion relationship and nonlinear parabolic approximation adding a linear dispersion relationship. To analyze the applicability of both models, the research compared the numerical results with the existing hydraulic model results. The gap of serial breakwaters and aligned angles caused more complicated stem wave generation and secondary stem wave was found through the breakwater gap. Those analyzed results should be applied to ship handling simulation studies at the approaching channels, along with the mooring test.

• 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.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제6권4호
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• pp.947-964
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• 2014

Rubble mound breakwaters protect the coastal line against severe erosion caused by wave action. This study examined the performance of different sizes and properties (i.e. height of vertical wall and tetrapod size) of rubble mound breakwaters on reducing the overtopping discharge. The physical model used in this study was derived based on an actual rubble mound in Busan Yacht Harbor. This research attempts to fill the gap in practical knowledge on the combined effect of the armor roughness and vertical wall on wave overtopping in rubble mound breakwaters. The main governing parameters used in this study were the vertical wall height, variation of the tetrapod weights, initial water level elevation, and the volume of overtopping under constant wave properties. The experimental results showed that the roughness factor differed according to the tetrapod size. Furthermore, the overtopping discharge with no vertical wall was similar to that with relatively short vertical walls (${\gamma}_v=1$). Therefore, the experimental results highlight the importance of the height of the vertical wall in reducing overtopping discharge. Moreover, a large tetrapod size may allow coastal engineers to choose a shorter vertical wall to save cost, while obtaining better performance.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.334-344
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• 2009

본 논문에서는 부분 반사 반무한 방파제 또는 방파제 개구부에 사각으로 입사하는 파의 산란에 대한해석 해를 유도하였다. 유도된 해의 타당성을 검토하기 위하여, 완전 반사의 경우에 대하여, McIver 및 Bowen andMcIver가 1999년과 2002년에 각각 반무한 방파제와 방파제 개구부에 대하여 유도한 식의 결과와 비교하였다. 또한 유도된 해석 해를 이용하여 방파제의 반사계수와 파의 입사각이 항 입구에서의 정온도에 미치는 영향을 조사하였다. 방파제의 반사계수가 증가함에 따라, 그리고 파가 사각으로 입사함에 따라, 반사파의 영향으로 항 입구의정온도가 악화된다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제19권3호
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• pp.183-193
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• 2007

부분반사 전면 및 완전반사 후면을 갖는 반무한 방파제 및 방파제 개구부에 의한 파의 산란 현상에 대한 해석 해를 유도하였다. 이는 수심이 일정하고 파가 방파제에 직각으로 입사하는 경우에 적용 가능하며, 선형파 이론에 근거하여 변수 변환 및 좌표 변환을 통해 지배 방정식을 상미분 방정식으로 전환하여 구하였다. 본 연구에서 유도된 해석 해는 유한 요소 수치 모델의 결과와 비교하여 그 정확도를 비교하였는데, 꽤 정확한 결과를 보인다는 것을 알 수 있었다. 유도된 해석 해를 이용하여 방파제에서의 반사율에 따른 항 입구에서의 정온도에 미치는 효과를 조사하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제41권1호
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• pp.31-39
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• 2004

In this paper, an experimental study on the hydroelastic behaviors of a VLFS with L=5,000m was made considering a breakwater. The principal dimensions of the VLFS model were 9m${\times}$1.8${\times}$0.0108m(L${\times}$B${\times}$D) and the length of breakwater was 12.6m (1.4L). The distance between the VLFS and the breakwater varied from B/2 to 28. The wide tank test results were compared with the numerical predictions and the comparison showed a little gap along its longitudinal axis, in spite of using the very small model size due to the scale 1/555.5