• 한국수자원학회논문집
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• 제36권5호
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• pp.777-785
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• 2003

본 연구에서는 비구조격자 좌표계상에서 천수방정식 해석을 위한 수치모형을 개발하였다. Fractional step method를 이용하여 이차원의 천수방정식을 두개의 일차원 문제로 분리하여 계산 효율이 우수한 수치연산을 수행하였다. 분리된 일차원 문제는 이차정확도의 TVD 기법을 이용하여 해석하였다. TVD 기법은 HLLC 기법을 이용하여 Riemann 해를 구한후 WAF 기법을 기반으로 이용하였으며 WAF 흐름율 제한자를 이용하여 이차정확도 문제에 수반되는 비물리적인 수치진동을 제어하였다. 개발된 모형을 다양한 문제에 적용한 결과, 해석해와 계산된 결과가 매우 잘 일치하였으며, 본 모형이 불연속해나 상류사류의 혼합흐름 및 이동경계 문제 등에 이용될 수 있음을 보였다.

• 한국해양공학회지
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• 제24권2호
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• pp.18-24
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• 2010

Submerged rubble structures include artificial reef and the mound part of the rubble mound breakwater. Artificial reef is a type of the submerged wave absorbing structure installed in a coastal zone to prevent beach erosion and designed to initially reduce the energy of incoming waves so that its run-up height and overtopping quantity can be decreased. In order to ascertain the stability of such submerged rubble structures, minimum weight of the rubble has to be calculated first from the incoming wave height using Hudson's formula or Brebner-Donnelly formula. Based on the calculated minimum weight, a model is built for use in a hydraulic model test carried out to check its stability. The foregoing two formulas used to calculate the minimum weight are empirically derived formulas based on the result of the tests on the rubble mound breakwater and it is, therefore, difficult for us to apply them directly in the calculation of the minimum weight of the submerged structures. Accordingly, this study comes up with a numerical simulation method capable of deformation analysis for rubble structures. This study also tries to identify the deformation mechanism of the submerged rubble structures using the numerical simulation. The method researched through this study will be sufficient for use for usual preparations of the design guidelines for submerged rubble structures.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권3호
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• pp.55-61
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• 2011

일반적으로 하천제방 배수통문은 다양한 원인에 의하여 붕괴가 발생하며, 특히 연약지반 상에 말뚝기초를 이용하여 설치된 경우 1) 주변 지반(외부토체)/말뚝기초 처리된 암거 상단(내부토체)의 상대적 침하 차에 의한 배수통문 암거 측벽부의 다짐도 약화, 2) 하이드로릭 플랙처링에 의한 홍수 시 침투수압의 지속적 반복에 의한 측벽부 교란 등에 의해 붕괴가 발생한다. 특히 측벽부는 시공여건상 다짐장비의 접근이 어려운 다짐 취약부이고, 이질재료에 의한 마찰력 감소로 전단저항력이 일반 흙의 전단강도에 비해 1/3 이상 감소하여 발현된다. 이에 본 연구에서는 주변 지반에 인위적인 변형을 발생시키는 방법으로 침하를 모사한 실내 모형실험을 통하여 연약지반 상 말뚝 기초된 배수통문 암거의 상대적 침하에 따른 외부토체/내부토체 발현 메카니즘과 저판확폭에 따른 배수통문 암거 측벽부 다짐도 향상 효과를 비교 분석함으로써 배수통문 저판 확폭을 통한 주변지반 공동 확장 억제기법을 제시하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권7호
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• pp.117-123
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• 2009

본 연구에서는 흐름에 의한 관로의 세굴특성을 조사하기 위해서 수리모형실험을 실시하였다. 관경 45mm, 60mm, 90mm의 관에 대해서 유속을 0.2m/s에서 0.5m/s까지 변화시켜 가면서 45회의 실험을 실시하였다. 관로 주변에서 세굴의 발달과정을 관찰하였고, 관경과 유속 변화에 따른 평형세굴심을 관찰하였다. 실험결과에 의하면 평형세굴심은 유속과 관경에 비례하는 것으로 나타났다. 관경이 평형세굴심에 미치는 영향이 유속의 영향보다 큰 것으로 나타났다. 상대세굴심과 Reynolds 수, Shields 수, Froude 수 사이의 상관성을 분석하였다. Froude 수와 상대세굴심이 0.900의 높은 결정계수를 갖는 것으로 나타났다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제48권3호
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• pp.367-382
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• 2013

Different types of long slender pile shall buckle with weak soil and liquefied stratum surrounded. Different from considering single side earth pressure, it was suggested that the lateral earth pressure can be divided into two categories while buckling: the earth pressure that prevent and promotes the lateral movement. Active and passive earth pressure calculation model was proposed supposing earth pressure changed linearly with displacement considering overlying load, shaft resistance, earth pressure at both sides of the pile. Critical buckling load calculation method was proposed based on the principle of minimum potential energy quoting the earth pressure calculation model. The calculation result was contrasted with the field test result of small diameter TC pile (Plastic Tube Cast-in-place pile). The fix form could be fixed-hinged in the actual calculation assuring the accuracy and certain safety factor. The contributions of pile fix form depend on the pile length for the same geological conditions. There exists critical friction value in specific geological conditions that the side friction has larger impact on the critical buckling load while it is less than the value and has less impact with larger value. The buckling load was not simply changed linearly with friction. The buckling load decreases with increased limit active displacement and the load tend to be constant with larger active displacement value; the critical buckling load will be the same for different fix form for the small values.

• 터널과지하공간
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• 제30권5호
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• pp.446-461
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• 2020

MX80 벤토나이트 펠렛에서의 열-수리-역학적 복합거동 특성을 파악하고자 TOUGH2-FLAC3D 시뮬레이터를 이용하여 스페인 CIEMAT에서 수행된 컬럼 시험에 대한 수치해석을 수행하였다. 수치해석에서는 실험실에서 사용된 것과 동일한 히터 파워와 물 주입압을 경계조건으로 설정하고 해석을 수행하였다. 사용된 열-수리 모델이 벤토나이트 펠렛의 복합거동 예측에 적용하기 적합한지 판단하기 위해 가열과 물 주입에 의한 벤토나이트 펠렛에서의 온도와 상대습도 변화를 시간 경과에 따라 잘 예측할 수 있는 지를 살펴보았다. 계산된 결과가 계측된 온도와 상대습도 변화 경향을 적절하게 재현 할 수 있었기 때문에 사용된 열-수리 모델은 벤토나이트 펠렛의 열-수리 복합거동을 예측하고 재현하기에 적절한 것으로 판단된다. 하지만, 물 주입 이후의 계산된 응력변화가 상대적으로 작고 느리게 변화되는 것으로 보아 사용된 탄성모델과 스웰링 모델에 한계점이 존재하는 것으로 보이며, 사용된 두 역학 모델로 완충재의 복잡한 열-수리-역학적 복합거동을 현실적으로 재현하기에 부족한 것으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제9권3호
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• pp.187-206
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• 1999

시추공 텔리뷰어 및 BIPS의 공내 검층자료를 이용하여 파쇄매질이 나타내는 투수율텐서를 수치적으로 계산하는 프로그램을 개발하였다. 본 프로그램은 검층자료의 분석을 통해 제공되는 불연속면의 방향과 두께등의 기하학적인 정보를 입력자료로 사용하며, EPM 모델에 근거한 관계식을 적용하여 투수율텐서를 구성하는 9개 성분의 상대적인 값을 계산한다. 거제시 일운면에 위치하는 연구지역 시추공을 대상으로 수리간섭 시험을 실시하여 암반의 이방성을 추정하였으며 BIPS 검층자료로부터 프로그램에 의하여 산정된 이론값과 비교, 분석하여 프로그램의 현장 적용성을 평가하였다. 수리간섭시험을 통하여 추정한 연구지역 암반의 수평적인 이방성비와 주축방향은 2.8 및 $N77^{\circ}CE$인 반면, 프로그램을 적용하여 산정한 값은 3.0 및 $N63^{\circ}CE$로 나타냈다. 두 결과가 불일치한 이유로는 수리간섭시험 해석결과의 신뢰성, EPM모델 및 3승법칙의 현장 적용성, 프로그램에서 가정한 단열의 크기-두께 관계식의 단순화 등의 문제점을 들 수 있다. 개발된 프로그램은 투수율텐서를 계산하는 초기모델로서 단열면의 거칠기, 충전물질의 충전정도 및 수리특성을 반영하는 수리인자의 적용을 통한 개선이 요구되며, 암반의 투수성이 양호하며 시추공 간의 거리가 가까운 연구지역에서 시추공간 수압시험을 실시할 때 3차원의 현장적용성 평가가 가능할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제38권2호
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• pp.143-153
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• 2005

최근 들어 자연형 하천과 하천생태계 복원에 대한 관심이 점증하면서 수리학적 기능 외에, 다양한 생태환경을 제공하고 하안 부근의 경관을 개선하는 기능을 가는 수제에 대한 관심이 커지고 있다. 그러나 현재 국내에는 수제설치에 대한 설계지침이 충분치 않을 뿐 만 아니라 국내 수행된 연구 자료가 매우 부족한 실정이다. 이에 본 연구에서는 수제 설계인자 해석을 위한 수리모형실험을 수행하였다. 실험조건은 수제선단 흐름변화와 수제하류부 재순환영역에 대한 고정상실험으로 수제길이와 투과율을 조절하여 수행하였다. 주요 분석은 수제 선단에서는 중앙부 유속증가와 세굴의 영향인자인 유속과 편향각을 측정하여 수제 선단유속비와 면적비에 대한 실험식을 제안하였다. 또한 수제하류부 재순환 영역에서는 수제 설치의 주요요인인 수제간격의 기초 자료를 해석하기 위해 흐름분리 길이와 입사각의 변화를 분석하였으며 투과율과 수제 설치각에 대한 실험식을 제안하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제50권2호
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• pp.129-138
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• 2017

대심도 저류 및 배수터널은 기 개발된 도시의 부족한 배수관망 능력을 보강하기 위하여 지하에 설치하는 대규모 도시홍수 배제 시설물로 원활한 홍수 유입을 위해 적정한 규모의 수직유입구가 요구되어진다. 접선형 수직유입구 설계 시 유입구의 능력을 평가하는 중요인자로 Yu and Lee(2009)가 지배유량개념을 소개하였는데, 본 연구에서는 서울시에 설치하고자 하는 신월빗물저류배수시설의 수직유입구 3개소를 대상으로 수리모형실험을 실시하고 제안된 지배유량 개념의 적정성을 평가하였다. 지배유량 이론식($Q_{cp}$)을 이용하여 실제 측정된 지배유량($Q_{cm}$)과 비교 분석하였는데, 그 결과 이론식 대비 66~69%로 이론식이 지배유량을 과대 산정하는 것으로 평가되었다. 지배유량 이론식의 과대산정 원인을 분석하기 위하여 Yu and Lee (2009)가 사용한 자료들과 본 연구에서 측정된 자료들을 활용하여 지배유량비($Q_{cm}/Q_{cp}$)를 3가지 영역으로 분류하고 각 인자에 대한 민감도 분석을 실시하였다. Yu and Lee (2009)가 제안한 지배유량식은 접선형 수직유입구 설계인자인 B, z, ${\beta}$, e/B에 대한 영향만 고려하였으나 ${\theta}$, L과 연계된 변수들로 복합적으로 고려하는 식의 개선이 필요한 것으로 판단된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제28권6호
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• pp.408-415
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• 2016

비교적 수심이 낮은 해안에 설치되는 소형어항 및 해안구조물 등은 연안흐름을 방해하여 표사이동의 평형상태를 붕괴시킬 수 있으며 구조물에 의한 회절파의 영향으로 파랑이 집중되어 국소적인 해안침식을 유발시킬 가능성이 크다. 이와 같은 해안침식을 제어하기 위한 대책으로는 다양한 저감공법이 제안되어 이용되고 있으나 이안제, 돌제 및 헤드랜드 등의 공법은 침식제어에 대한 직접적인 효과는 우수할 수도 있으나 해수면위로 구조물이 드러나기 때문에 경관이 우수한 해수욕장에서는 경관을 해치게 되어 적용하기 어려운 측면이 있다. 해안관광을 우선시하는 지역에서는 바다조망권을 훼손시키지 않고 2차적인 환경영향을 최소화 시키고자 하는 목적으로 광폭의 잠제인 인공리프를 채택하는 사례가 증가하고 있다. 한편 인공리프를 설치하고자 할 경우에는 인공리프의 길이와 인공리프 사이의 개구폭 및 해안선으로부터의 이안거리를 어떻게 결정하는지가 중요하다. 그러나 이러한 인공리프의 중요설계요소들에 대한 명확한 설계기준은 확립되어 있지 않다. 본 연구에서는 다양한 종류의 수리모형실험을 수행하고 인공리프 주변에서 발생되는 파랑 및 흐름장의 변화를 PIV기법 등을 이용한 정밀측정 및 해석을 수행하여 인공리프 길이와 이안거리 및 개구폭에 대한 기준을 제시하고자 하였다.