• 한국해양공학회지
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• 제24권1호
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• pp.39-46
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• 2010

The calmness inside a harbor plays an important role in the appropriate disposition of harbor structures. However, it is not easy to acquire accurate computational results because these are affected by many factors concerned with wave transformation. Recently, numerical model tests, which are quicker and more economical than hydraulic model experiments, were carried out for the purpose of analyzing wave height distributions in harbors. This paper presents a numerical model that is able to calculate wave heights inside a harbor. It is based on a time-dependent mild slope involving wave refraction, diffraction, shoaling effect, and reflection. In particular, arbitrary reflectivity is used at the boundary in order to simulate the real harbor reflection condition. The proposed numerical model is applied to Samcheon new-harbor in order to investigate harbor calmness.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제8권1호
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• pp.23-30
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• 2005

특정 해역에 부방파제를 설치하는 경우 예상되는 정온도의 평가를 위한 수치해법을 제안하고, 이를 바탕으로 마산 부근의 원전항에 설치예정인 부방파제의 효과를 검토하였다. 수치모형은 항 내 정온도를 평가하는 데 널리 사용되는 완경사 방정식을 이용하였고 산란 항을 도입하여 부방파제와 같은 폭이 얇은 구조물에 의한 산란 파를 반영하도록 하였다. 부방파제의 도입이 결정된 동방파제의 효과를 수치모의 하였고, 착저식으로 하는 경우와 비교하였다. 부방파제의 부분투과 등 구조물이 파랑에 미치는 영향을 적극적으로 고려하는 본 수치해법은 부방파제 효과의 정량적 평가에 효율적으로 활용될 수 있다.

• 한국해양공학회지
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• 제22권4호
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• pp.27-33
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• 2008

One of the central problems in astudy of the coastal surface wave environment is predicting the transformation of waves as they propagate toward the shore. The transformation is mainly due to the existence of obstacles, such as breakwaters and vertical cylinders. In general, the types of wave transformation can be classified as follows: wave diffraction, reflection, transmission, scattering, radiation, et al. This research dealtwith wave transmission and dissipation problems for two dimensional irregular waves and vertical circular cylinders. Using the unsteady mild slope equation, a numerical model was developed to calculate the reflection and transmission of regular waves from a multiple-row circular breakwater and vertical cylinders. In addition, hydraulic model experiments were conducted with different values for the properties between tire piles and the opening ratio (distances) between the rows of the breakwater. It was found that the transmission coefficients decreased with a decrease in the opening ratio and an increase in the rows of vertical cylinders. A comparison between the results of hydraulic and numerical experiments showed reasonable agreement.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.440-447
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• 2012

천수변형, 굴절, 회절, 반사, 쇄파에 의한 에너지감쇠를 모두 고려한 시간의존완경사방정식을 이용하여 50년 빈도 설계파 내습시 매립과 방파제 설치에 따른 파랑변형 수치실험을 수행하였다. 항의 입구에서 입사되는 파랑은 만내부로 진입하는 과정에서 바닥에 의한 에너지 감쇠와 쇄파 작용 등으로 인해 파고의 점진적 감소가 나타났다. 매립후 75 m의 방파제를 설치하였을 경우 방파제 배후에서 파고분포는 29~128 cm 범위로 일부 해역에서 항만 정온도가 확보되는 것으로 나타났다. 보다 넓은 해역에서 정온도를 확보하기 위해서는 방파제의 길이를 100 m 이상 확장하는 것이 타당할 것으로 판단된다. 그리고, 방파제를 설치하였을 경우 방파제 배후에서 파고는 80% 이상 감소하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.84-88
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• 2012

본 연구에서는 완경사 방정식을 이용한 유한요소모형에서 경사 경계면을 효율적으로 처리할 수 있는 수치기법을 소개하였다. 유한요소법은 다른 수치기법과 다르게 불규칙한 지형에도 적용이 가능하다는 장점을 가지고 있어 복잡한 지형 형태를 갖는 연안에서 발생하는 수리현상을 해석하기 위하여 빈번히 사용되었다. 그러나 유한요소모형에 사용된 지배방정식이 타원형 미분방정식인 경우에는 연직방향으로 경사진 경계면에서의 경계처리가 쉽지 않다는 단점이 있다. 본 연구에서는 Bessel 함수를 이용하여 경사진 경계면을 처리하는 방법을 소개하고 얻어진 결과를 해석해와 비교하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권3B호
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• pp.307-313
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• 2008

방조제 건설로 인한 조석확폭 현상이 목포 북항은 물론 목포북항과 좁은 수로로 연결된 청계만에서도 발생되고 있다. 이러한 조석확폭 현상은 조간대를 증가시키고 특히 폭풍우시 수위 증가와 침수구간의 확대를 초래한다. 본 연구에서의 모의 과정은 광역에서의 풍파 모의와 협역에서의 풍파 범람 모의로 구성된다. 비선형 완경사 방정식이 바람에 의한 풍파는 물론 해일과 범람도 모의하도록 개선되었다. 개발된 모형은 청계만에 적용되었으며 목포 북항에는 청계만에서 발생하는 풍파로 인하여 발생할 수 있는 범람 형태를 파악하기 위하여 적용되었다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제17권3호
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• pp.202-212
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• 2005

수중 천퇴 인근에 해양구조물을 설치하는 경우, 구조물에 작용하는 설계하중을 구하기 위하여 파고뿐만 아니라 천퇴 주변 파랑변형에 의하여 이차적으로 발생된 파랑류를 아울러 고려하여야 한다. 본 연구에서는 천퇴 주변의 파랑변형과 파랑류를 계산하기 위하여 비선형 Boussinesq방정식 모델과 선형 완경사방정식 모델을 각각 적용하였다. 대상 천퇴는 Vincent and Briggs(1989)의 수리실험에서와 동일하며 실험조건은 규칙파, 일방향 또는 다방향 불규칙파 입사를 포함하는 비쇄파조건으로 하였다. 두 수치모델은 공히 천퇴 중심선을 따라 파랑류가 대칭적으로 형성됨을 잘 보여주었다. 그리고 수리실험에서의 파고계측선을 따라 계산된 파고변화는 전체적으로 실험 결과와 잘 일치하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제13권3호
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• pp.174-180
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• 2010

변동 수심에서의 파랑변형을 비균질 Helmholtz 방정식을 이용하여 계산하였다. 포텐셜 함수가 존재한다고 가정하였으며, 변수분리를 적용하였다. 본 논문에서는 조화파만을 고려하였다. 포텐셜 함수로 구성된 지배방정식을 정수면에 직접 적용하였고, 변동 수심에 대한 비균질 Helmholtz 방정식을 얻었다. 파랑의 진폭과 위상차로 얻어진 복합 포텐셜 함수의 지배방정식을 실수형 변수로 된 두 방정식으로 분리하였다. 분리된 방정식들은 각각 1차와 2차 상미분 방정식이며, 이 방정식들을 단순한 형태의 중앙차분 수치기법을 이용하여 차분식으로 변형하였다. 측면 경계조건에서의 파랑의 진폭, 진폭경사, 그리고 위상경사를 경계면에 적용하여 전방진행방법으로 전 영역에서 해를 구하였다 Booij의 경사면 있는 저면의 경우와 Bragg의 물결모양이 있는 저면의 경우에 적용하였다. 본 연구로 도출된 비균질 Helmholtz 방정식은 완전 선형방정식 계산 결과, Massel의 수정 완경사 방정식, 그리고 Berkhoff의 완경사 방정식의 적용 결과와 비교하였으며, 만족스러운 결과를 얻었다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제10권1호
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• pp.1-9
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• 1998

수치모형이 파랑변형 중에서 회절을 어느 정도로 정확히 해석할 수 있는 지에 대한 연구는 매우 중요한 일이다. 세가지 포물선형 방정식민 단순 포물선형, 광각 포물선형, 삼변수 포물선형 방정식에 대하여 파의 회절의 관점에서 비교하였다. 단순 포물선형 방정식에 대해서는 측면경계에서 불필요한 반사를 피하기 위하여 Dalrymple and Martin(1992)이 제안한 완전경계조건을 적용하였다. 반무한 방파제의 경우에 Penney and Price(1952)의 해석해와 각 모형의 결과를 비교하였다. 입사각이 방파제에 대하여 직각일 때는 모두 좋은 결과를 보여주었으나, 입사각이 직각에서 편향됨에 따라 단순 보물선형 방정식에 의한 해의 오차가 가장 컸고 삼변수 포물선형 방정식에 의한 해의 오차가 가장 작았다

• 한국해안해양공학회지
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• 제1권1호
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• pp.1-7
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• 1989

파랑이 완경사해역을 전파해 갈 때 흐름 및 수량변화에 의한 파의 굴절, 회절 등의 파랑변형현상을 나타낼 수 있는 완경사 파동방정식을 변분원리를 이용하여 유도하였다. 이 식은 쌍곡형방정식으로 Kirby(1984)의 식과 같다. 정상상태의 단순 규칙파에 대한 수치모형을 유한채분법을 이용하여 수립하였으며 이 모형은 개방해역에서 계산의 효율 및 정착도가 타모형에 비해 우수하다. 이암류와 규칙파의 상호작용 현상을 수치모형실험을 통해 상세하게 분석하였다.