• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제12권1호
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• pp.468-478
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• 2020

The wave interaction problem with a vertical slotted breakwater, consisting of impermeable upper, lower parts and a permeable middle part, has been studied theoretically. An analytical model was presented for the estimation of reflection and transmission of monochromatic waves by a slotted breakwater. The far-field solution of the wave scattering involving nonlinear porous boundary condition was obtained using eigenfunction expansion method. The empirical formula for drag coefficient in the near-field, representing energy dissipation across the slotted barrier, was determined by curve fitting of the numerical solutions of 2-D channel flow using CFD code StarCCM+. The theoretical model was validated with laboratory experiments for various configurations of a slotted barrier. It showed that the developed analytical model can correctly predict the energy dissipation caused by turbulent eddies due to sudden contraction and expansion of a slotted barrier. The present paper provides a synergetic approach of the analytical and numerical modelling with minimum CPU time, for better estimation of the hydrodynamic performance of slotted breakwater.

• Korean Journal of Hydrosciences
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• 제8권
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• pp.19-30
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• 1997

The hydraulics of flow within the covered reach of urban streams is very complicated due to the accumulation and interference effect of eddies around the multipli piers supporting the covering slab. An extensive experimental study is done to quantitatively estimate the backwater rise effect caused by various arrays of multiple piers. The factors governing the backwater rise are found out to be the contraction ratio due to the piers. Foude number of the flow, longitudinal pier spacing, and the length of the covered reach. For a single section of lateral pier arralyzed and a multiple regression equation derived. The effect of multiple piers, arrayed in both lateral and longitudinal directions. on the backwater rise is analyzed in terms of the contraction ratio. Froude number, longitudinal pier spacing and the total length of the covered reach. A multiple regression equation for the backwater rise estimation is proposed based on the experimental data collected in this study.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제25권6호
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• pp.374-385
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• 2013

부유 퇴적물의 입자 운동에 대한 수치실험이 굴곡이 있는 해저면 위에서 수행되었다. 해저면 경계층의 난류 유속장은 LES 난류모델을 사용하여 구현하였고, 난류 흐름 속에서의 퇴적물 입자운동은 Lagrangian 입자추적 모델을 사용하여 구현하였다. 수치실험을 통하여 두개의 다른 유속조건을 사용하였는데, 파랑주기를 비롯한 다른 모든 조건은 동일하게 유지한 가운데 오직 최대 유속만 다르게 하여 실험을 수행하였다. 예상한 것과 같이 부유되는 퇴적물 입자의 양은 유속이 강할 수록 증가하였다. 그러나 예상하지 못한 결과도 관측되었는데 그것은 비록 최대유속외에 다른 모든 조건은 동일하더라도 퇴적물이 부유되는 양상은 다르게 나타날 수 있다는 것이다. 특히 퇴적물이 부유하게 되는 시간이 위상평균한 파장 주기안에서 서로 다르게 나타나는 것이 발견되었는데, 이는 해저면 굴곡 주위에서 유속에 의해 생성되는 난류 와동의 생성시간이 다르기 때문에 일어나는 것으로 밝혀졌다. 이전의 연구에서도 알려진 바와 같이 이런 난류 와동들이 퇴적물의 부유현상에 미치는 영향은 지대한 것으로 확인되었으며, 또한 이런 와동들의 생성시간은 유속의 크기에 따라 달라 질 수 있음이 밝혀졌다. 이로인해 해저면 굴곡 위에서 퇴적물의 부유현상을 보다 정확하게 규명하기 위해서는 파랑의 여러가지 복잡한 변수들을 고려하여야 함이 이번 실험을 통하여 입증되었다. 또한 퇴적물 입자의 부유에 영향을 미치는 난류 에너지분포 역시 생성된 난류 와동에 많은 영향을 받는 것으로 나타났다. 이번 연구를 통하여 유속의 세기변화 만으로도 퇴적물이 부유되는 시간이 굴곡이 있는 해저면에서 바뀔 수 있는 것으로 확인되었으며, 이는 향후 퇴적물 부유에 대한 연구를 할때 해저면 구조와 유속구조의 상관관계를 보다 신중히 검토해야 함이 밝혀졌다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제24권2호
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• pp.351-373
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• 2019

인공위성이 관측한 해수면 높이 자료를 활용하여 울릉분지 일대에서 발생하는 냉수성 소용돌이들을 1993년부터 2015년까지 Winding-Angle 방법을 이용하여 탐지하고 분류하였다. 냉수성 소용돌이들 중에서 동한난류 사행의 첫 번째 골에서 형성되어 동쪽으로 흐르는 해류의 주경로로부터 남서쪽으로 떨어져 나온 독도 냉수성 소용돌이(Dokdo Cold Eddy, DCE)를 구분하였고, 그 이동 특성을 분석하였다. 또한 국립수산과학원(National Institute of Fisheries Science)이 관측한 수온과 염분 자료와 Hybrid Coordinate Ocean Model의 수치모의 결과를 이용하여 DCE 중심 근처에서 수온과 유속의 수직구조를 살펴보았다. DCE는 23년 동안 총 112개 발생하였고, 이 중 39개의 DCE가 서쪽으로 이동하여 한국 동해안 근처 연안에 도달하였으며, 평균 이동 거리는 250.9 km, 평균 수명은 93일, 평균 이동 속도는 3.5 cm/s였다. 나머지 73개의 DCE는 동쪽으로 이동하거나 생성된 위치 주변을 맴돌다가 소멸하였다. DCE 아래 50~100 m에서 수온(T)과 염분(S)이 주변보다 낮아(T < $5^{\circ}C$, S < 34.1) 등온선들과 등염선들이 돔(dome, 반구형으로 된 지붕 모양) 구조를 보였다. 또한 DCE의 중심에서 평균 38 km 떨어진 곳에서 10 cm/s 이상의 해류가 표층부터 수심 300 m까지 반시계방향으로 원을 그리며 흐른다. 동한난류가 이안하여 동쪽으로 흐르다가 울릉도 북쪽에서 울릉도를 끼고 시계방향으로 흘러서 사행을 시작하고, 울릉도 동쪽에 위치한 사행의 첫 번째 골이 남서쪽으로 깊이 파고들면, 해류사행의 마루와 마루가 연결되고 골 부분이 독립적으로 떨어져 나와 반시계방향 순환을 형성하면서 DCE가 생성된다. DCE가 서쪽으로 이동할 때 울릉 난수성 소용돌이(Ulleung Warm Eddy, UWE)의 가장자리를 따라 우회하여 시계방향으로 U 모양을 그리며 한국 동해안 쪽으로 이동한다. DCE가 연안 부근에 도달하면, 동한난류는 냉수성 소용돌이 보다 더 남쪽에서 이안하고, 냉수성 소용돌이의 가장자리를 따라 우회하여 북쪽으로 흐른다. 연안에서 독도 냉수성 소용돌이가 약화되고 약 30일 후에 소멸하면, 동한난류가 다시 한국 동해안을 따라 북쪽으로 흘러서 본래의 경로를 회복한다. DCE는 열과 염을 북쪽에서 남쪽으로 꾸준히 수송하고 울릉분지 남서쪽에 냉수해역 형성에 도움을 주며, 양의 상대와도를 가지고 와서 동한난류의 경로를 변경시키는 역할을 한다. 서쪽으로 이동하는 DCE 중에서 일부는 연안 냉수성 소용돌이와 병합되어 울릉분지 서쪽에 넓고 긴 냉수해역을 만들고 반시계 방향의 순환을 형성한다. 이와 같이 병합된 소용돌이는 북쪽에 UWE를 남쪽에 동한난류로부터 분리시킨다.

• Journal of the korean society of oceanography
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• 제39권1호
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• pp.57-71
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• 2004

Based on the data obtained under the China-Korea joint project (1997-2001) and historic observations, the distribution, transportation and sedimentation of sediment in the southern Yellow Sea (SYS) are discussed, and the controversial formation mechanism of muddy sediments is also explored. The sediment transport trend analysis indicates that the net transport direction of sediment in the central SYS (a fine-grained sediment deposited area) points to $123.4^{\circ}E,\;35.1^{\circ}N$, which is a possible sedimentation center in the central SYS. The sediment transport pattern is verified by the distribution of total suspended matter (TSM) concentration and ${\delta}^{13}C$ values of particulate organic carbon (POC), the latter indicates that the bottom water plays a more important role than the surface water in transporting the terrigenous material to the central deep-water area of the SYS, and the Yellow Sea circulation is an important control factor for the sediment transport pattern in the SYS. The carbon isotope signals of organic matter in sediments indicate that the Shandong subaqueous delta has high sedimentation rate and the deposited sediments originate mainly from the modern Yellow River. The terrigenous sediments in deep-water area of the SYS originate mainly from the old Yellow River and the modern Yellow River, and only a small portion originates from the modern Yangtze River. The analytical results of TSM and stable carbon isotopes are further confirmed by another independent tracer of sediment source, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). Five light mineral provinces in the SYS can be identified and they indicate inhomogeneity in sources and sedimentary environment. The modern shelf sedimentary processes in the SYS are controlled by shelf dynamic factors. The muddy depositional systems are produced in the shelf low-energy environments, which are controlled by some meso-scale cyclonic eddies (cold eddies) in the central SYS and the area southwest of the Cheju Island. On the contrary, an anticyclonic muddy depositional system (warm eddy sediment) appears in the southeast of the SYS (the area northwest of the Cheju Island). In this study, we give the cyclonic and anticyclonic eddy sedimentation patterns.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2003년도 추계종합학술대회
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• pp.339-342
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• 2003

1993년에서 1997년까지의 위성고도계 자료(Topex/Poseidon)를 이용하여 한반도 주변해역의 해면 변화와 표층흐름을 조사하였다. 해면변화를 보면, 동해에 비해서 서해와 남해는 항상 상대적으로 높았다. 전 조사 기간에 걸쳐서 서해는 북부와 남부 해역에서 각각20-30cm와 18-24cm의 변화범위를 보였으며, 남해는 제주도 북서부 해역에서는 15-20cm 그리고 쓰시마섬 남서부 해역에서는 10-15cm의 변화범위를 각각 나타내었다. 서해의 경우에 황해난류의 표층 유입류와 해저 지형류의 영향을 받아 높은 변화를 보였다. 남해의 경우는 변화가 일어나는 두 곳 모두가 근원적으로는 쿠로시오 해류의 흐름에서 분기된 지류들의 흐름(제주난류와 동한난류) 때문에 해면변화를 보였다. 표층 순환은 동해에서 북한한류, 동한난류와 쓰시마 난류와 관련한 세가지 와류운동이 두드러지게 나타났다. 와류운동은 기본적으로 표층 순환에서 해류의 영향을 받았다; 원산만 앞바다의 반시계방향(0.03 cm/sec)의 흐름은 북한한류, 울릉도 남서쪽 해역의 시계방향(0.06 cm/sec)의 흐름은 동한난류, 그리고 쓰시마섬 북서쪽 해역은 쓰시마 난류와 각각 관계되어있는 것으로 보인다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제27권3호
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• pp.235-258
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• 2011

The purpose of this study is to investigate climatological variations from the temporal and spatial surface particulate organic carbon (POC) estimates based on SeaWiFS spectral radiance, and to determine the physical mechanisms that affect the distribution of pac in the Gulf of Mexico. 7-year monthly mean values of surface pac concentration (Sept. 1997 - Dec. 2004) were estimated from Maximum Normalized Difference Carbon Index (MNDCI) algorithm using SeaWiFS data. Synchronous 7-year monthly mean values of remote sensing data (sea surface temperature (SST), sea surface wind (SSW), sea surface height anomaly (SSHA), precipitation rate (PR)) and recorded river discharge data were used to determine physical forcing factors. The spatial pattern of POC was related to one or more factors such as river runoff, wind-derived current, and stratification of the water column, the energetic Loop Current/Eddies, and buoyancy forcing. The observed seasonal change in the POC plume's response to wind speed in the western delta region resulted from seasonal changes in the upper ocean stratification. During late spring and summer, the low-density river water is heated rapidly at the surface by incoming solar radiation. This lowers the density of the fresh-water plume and increases the near-surface stratification of the water column. In the absence of significant wind forcing, the plume undergoes buoyant spreading and the sediment is maintained at the surface by the shallow pycnocline. However, when the wind speed increases substantially, wind-wave action increases vertical motion, reducing stratification, and the sediment were mixed downward rather than spreading laterally. Maximum particle concentrations over the outer shelf and the upper slope during lower runoff seasons were related to the Loop Current/eddies and buoyancy forcing. Inter-annual differences of POC concentration were related to ENSO cycles. During the El Nino events (1997-1998 and 2002-2004), the higher pac concentrations existed and were related to high runoffs in the eastern Gulf of Mexico, but the opposite conditions in the western Gulf of Mexico. During La Nina conditions (1999-2001), low Poe concentration was related to normal or low river discharge, and low PM/nutrient waters in the eastern Gulf of Mexico, but the opposite conditions in the western Gulf of Mexico.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.207-218
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• 2013

수치 모델링 실험을 활용하여 서해 천수만의 해수 유동과 그 변화를 이해하기 위한 연구를 수행했다. 모델링 실험 결과에 대한 검증을 위해 관측 자료의 조위와 조류 각각 4대 분조의 진폭과 위상을 이용하여 스킬 분석을 실시했다. 그 결과 스킬 점수는 대부분 90%가 넘는 것으로 보아 수치 모델링 실험 결과는 관측된 조위와 조류가 양호하게 일치하는 것으로 나타났다. 천수만의 조석파는 만 입구에서 안쪽으로 진행되며 북부로 갈수록 조차는 점차 증가했다. 조석파가 북부까지 도달하는데 약 10~30분의 시간이 소요되었다. 남부에서 조석파는 반시계 방향으로 회전하는 특성을 보였다. 조류는 해저 지형을 따라 남-북 방향으로 흘렀으며, 장축의 각도는 등수심선과 나란히 나타났다. 조류타원의 단축이 장축의 10% 이하로 왕복성 조류의 특성을 보였다. 수심과 해안선 등 지형적 요인에 의해 좌우되는 조석잔차류의 크기는 1~30 cm/sec의 범위를 보였고, 남쪽 수로에서 컸으며 만의 북부에서는 작았다. 조석잔차류로부터 유도된 상대와도를 통해 수 백 m에서 수 km 크기로 시계/반시계 방향으로 회전하는 와류를 확인했고, 죽도 주변에서 2쌍, 남부에서 형성된 3~4쌍의 강한 와류 특성을 파악했다.

• 해양환경안전학회지
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• 제24권2호
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• pp.179-187
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• 2018

수치모델실험을 사용하여 한국 서남해 압해도 주변 해역의 조류 및 조석잔차류 분포를 파악하였다. 조류는 대체로 반 일주조가 탁월하며, 조류 주방향은 압해도 주변 다도해역이 좁은 협수로인 관계로 대부분 수로를 따라 형성되었다. 조류타원 형태는 주변수심 및 인근에 산재한 섬 주위 해저지형의 영향으로 대부분 직선에 가까운 왕복성이었으나, 매화도~증도 사이 기점도, 화도, 당사도 주위에 약한 회전성 조류타원 형태였다. 창조류는 화원반도 서쪽 연안을 따라 팔금도~암태도, 암태도~증도 수로에서 북동류한 조류와 함께 압해도 북서쪽 다도해로 빠지고, 낙조류는 반대로 북서 다도해의 협수로를 따라 암태도~증도, 암태도~팔금도를 통과하고 암태도~증도에서의 조류는 팔금도~화원반도 서쪽 연안을 따라 남류했다. 압해도 연안은 창조시 북류한 흐름이 해안에서 동서로 분류되어 압해도 서쪽과 동쪽을 따라 흐르고 낙조시는 조간대 만곡부에서 남류한 흐름과 섬 서쪽과 동쪽에서 남~남동류한 흐름이 팔금도~화원반도 사이로 흘렀다. 조류유속이 강한 곳은 암태도~압해도 사이 합류역이었다. 조석잔차류는 다도해 협수로의 빠른 유속으로 섬 주변 흐름 하류역에 후류와 또는 지형성와류가 형성되었다. 압해도 서쪽에 약한 반시계방향 와류와 압해도 북서 만곡부에 시계방향 환류가 존재했다. 북쪽 협수로를 제외한 압해도 연안은 조간대가 발달되어 조석잔차류 유속이 미약하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제16권3호
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• pp.211-220
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• 2000

위성자료를 이용하여 동해북부 원산 연근해역의 재발생 와동류에 대한 형태변동, 유속, 발생기작 등을 연구하였다. 1999년 1월 4일부터 3월 18일까지의 기간에 대한 ARGOS의 표류부이 자료(위치정보 및 수온), NOAA 위성의 AVHRR 자료(표면수온) 그리고 Orbview-2 위성의 SeaWiFS 자료(클로로필 a)를 이용하여 재발생 와동류의 수평공간 규모를 파악하였다. 또한 재발생 와동류의 기작과 변동원인을 규명하고자 속초와 울릉도에서의 풍향, 풍속자료, 묵호-울릉도간 해수면 차 값 및 해저지형과 와동류에 포획되어 있는 표류부이의 시.공간적 위치변동간의 상관정도를 파악하였다. 원산 연안해역에서의 와동류의 72일간 평균유속은 153 km/h (42 cm/sec)로 분석되었다. 이 와동류는 cold core, 시계방향의 회전, 직경 110 km의 수평공간을 가진 재발생 와동류로서 와동류의 중심은 위도 $39^{\circ}N$, 경도 $129^{\circ}E$로 분석되었다.