• 대한토목학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.1377-1387
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• 2013

현재 국내 저수지의 대부분(99.1 %)은 흙댐으로 이러한 형식은 건설비용이 저렴하고 다른 시공보다 시공성이 용이하여 많은 저수지 건설에 채택되었다. 그러나 흙댐은 월류 침투 현상에 취약하여 설계 홍수량을 초과한 홍수 발생 시 붕괴가능성이 높은 단점이 있다. 본 연구에서는 수리실험을 통해 이러한 흙댐 제체에 월류 붕괴가 발생할 경우에 대하여 제체 사면에 설치한 L형 T형 $L^*$형의 보강재 형태에 따른 붕괴 양상 변화를 분석하고, 무보강 제체에 비하여 보강재 설치 제체에서 붕괴지연으로 인한 피해감소 효과를 분석하였다. 그 결과 붕괴부에서 발생하는 흐름이 보강재와 충돌하여 분산됨으로 인해 에너지 감세효과를 갖게 되어 토사의 침식속도가 감소하고 이에 따른 붕괴발달 속도가 지연되는 현상이 관찰되었다. 이러한 연구결과에 따라 보강재의 붕괴지연효과를 무보강 제체와 비교할 경우, 붕괴 발생에서 붕괴종료까지 약 1.73~2.29 배의 시간지연이 발생하였으며 첨두 유출량의 감소효과가 나타났다. 저수지 제체 붕괴는 붕괴부의 급속한 발달로 인해 이를 긴급히 보수하는 시간이 부족하여 큰 피해로 이어지게 된다. 사면에 보강재를 설치한 경우 제체 붕괴 지연효과로 인하여 긴급보수시간 및 인명구조시간의 확보가 가능하며, 첨두유출량 감소로 댐 하류부의 피해를 감소시키는 효과가 있어 저수지 붕괴에 대한 비상대처계획 수립시 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제6권2호
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• pp.206-218
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• 2014

The wave attenuation by floating breakwaters in high amplitude waves, which can lead to wave overtopping and breaking, is examined by numerical simulations. The governing equations, the Navier-Stokes equations and the continuity equation, are calculated in a fixed Cartesian grid system. The body boundaries are defined by the line segment connecting the points where the grid line and body surface meet. No-slip and divergence free conditions are satisfied at the body boundary cell. The nonlinear waves near the moving body is defined using the modified marker-density method. To verify the present numerical method, vortex induced vibration on an elastically mounted cylinder and free roll decay are numerically simulated and the results are compared with those reported in the literature. Using the present numerical method, the wave attenuations by three kinds of floating breakwaters are simulated numerically in a regular wave to compare the performance.

• International Journal of Ocean System Engineering
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• 제2권1호
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• pp.37-49
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• 2012

An analysis of potential flooding by storm surge and wave run-up and overtopping can be used to evaluate protection afforded by the existing storm protection system. The analysis procedure can also be used to evaluate various protection alternatives for providing typhoon flood protection. To determine risk, the storm surges for both historical and hypothetical are compiled with tide conditions to represent high, slack and low water for neap, spring and mid range tides to use with the statistical procedure known as the Empirical Simulations Technique (EST). The EST uses the historic and hypothetical events to generate a large population of life-cycle databases that are used to compute mean value maximum storm surge elevation frequency relationships. The frequency-of-occurrence relationship is determined for all relevant locations along the shoreline at appropriate locations to identify the effect using the Empirical Storm Simulation (EST). To assist with understanding the process, an example is presented for a study of storm surge analysis for Freeport, Texas. This location is in the Gulf of Mexico and is subject to hurricanes and other tropical storms that approach from the Atlantic Ocean.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.1-11
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• 2024

국내 저수지의 대부분 흙댐으로 되어있다. 흙댐은 건설비용이 저렴하고, 용이한 시공성을 가지고 있기 때문이다. 그러나 흙댐은 침투나 월류에 매우 취약하기 때문에, 과도한 홍수량이 발생하였을 경우 급격한 붕괴 가능성이 매우 높다. 급격한 붕괴는 급격한 홍수량 증가로 이어져, 하류 하천 또는 민가에 매우 큰 피해를 발생시킬 가능성이 있다. 이에 본 연구에서는 흙댐 사면에 포설한 사석의 흙댐 붕괴 지연효과에 대해 실험연구를 수행하였다. 붕괴시간이 지연되면, 대피시간을 확보하여 인명 피해를 크게 줄일 수 있기 때문에 재난 대응 관점에서 큰 의미가 있다고 판단된다. 수리실험은 직선형 개수로에서 수행하였으며, 보호공 사석의 크기를 2가지로 결정하였다. 기존 선행 실험과는 달리 실험을 부정류로 수행하였으며 이를 통해 댐 내부의 수위 상승 변화 효과를 반영하였다. 대상댐은 도수터널에 설치된 가물막이 댐으로 결정하였다. 실험결과 수행한 실험조건에서 사석보호공이 있는 경우 사면의 붕괴를 방지할 수 있었고, 사석보호공이 없는 경우 사석의 입경 증가에 따라 붕괴 시간 지연 효과가 있는 것으로 나타났다. 이는 첨두 유출량 감소로 댐 하류부의 피해를 감소시키는 효과가 있을 것으로 판단된다. 또한 저수지 붕괴에 대한 비상대처계획(EAP) 수립 시 주요 참고자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 농업과학연구
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• 제50권3호
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• pp.469-484
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• 2023

In this study, three types of structures-stepped gabion retaining walls, vertical gabion retaining walls, and parapets-were installed on the dam floor crest to prevent the overflow of deteriorative homogeneous reservoirs. The acceleration response, displacement behavior, and pore water pressure ratio behavior were compared and evaluated using shaking-table model tests. The experimental conditions were set to 0.154 g in consideration of the domestic standard and the seismic acceleration range according to the magnitude of the earthquake, and the input waveform was applied with Pohang, Gongen, and artificial earthquake waves. The acceleration response according to the design ground acceleration increased as the height of the embankment increased, and the observed value were larger in the range of 1.1 to 2.1 times the input acceleration for all structures. The horizontal and vertical displacements exhibited maximum values on the upstream slope, and the embankment was evaluated as stable and included within the allowable range for all waveforms. The settlement ratio considering the similarity law exhibited the least change in the case of the parapet structure. The amplification ratio was 1.1 to 1.5 times in all structures, with the largest observed in the dam crest. The maximum excess pore water pressure ratio was in the range of 0.010 - 0.021, and the liquefaction evaluation standard was within 1.0, which was considered very stable.

• 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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• 제32권6호
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• pp.516-523
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• 2020

항만구조물의 노후화가 가속화되면서 상향된 설계파 조건에 대응하기 위한 연구가 필요한 상황이다. 특히 피복재가 거치되는 경사식구조물의 경우, 상향된 설계파고에 안정중량을 확보하기 위해서는 피복재의 중량 증가가 필요하다. 그렇지만 그와 관련된 연구는 진행된 사례가 없다. 본 연구에서는 기존 피복재가 거치된 경사식구조물에 추가 피복재를 거치하는 경우, 추가 피복재의 안정중량 산정을 위한 수리모형실험을 수행하였다. 피복재로는 콘크리트 이형블록인 테트라포드를 적용하였다. 실험결과에 의하면 비월파 조건에서 기존 피복재(테트라포드)가 정적 거치이고 사면경사의 변화가 거의 없는 경우 실험조건 내에서 추가피복재(테트라포드)의 안정계수(Kd)는 일반적인 테트라포드 안정계수(Kd = 8)에 비하여 주기별로 차이가 있으나 최대 10% 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.321-332
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• 2021

경사식방파제 상치콘크리트에는 경제적인 이유와 월파의 효과적인 저감을 위해 파라펫이 설치되기도 하지만, 파라펫 설치로 인해 상치콘크리트에는 증가된 파압이 작용하게 된다. 일반적으로 상치콘크리트에 작용하는 파압은 수리실험을 통해 검토되며, 상치콘크리트 설계를 위해서는 파압이 산정되어야 하지만 여전히 불명확한 부분이 있다. 본 연구에서는 상치콘크리트에 작용하는 수평파압 산정을 위해 경사식구조물 형상과 다양한 파랑조건을 적용한 수리실험을 수행하였다. 실험결과를 이용하여 Goda(1974, 2010)의 파압산정식에 적용되는 파압저감계수를 제안하였으며, 테트라포드가 피복된 경사식방파제 상치콘크리트 설계에 실무적으로 적용 가능 할 것으로 기대된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제22권12호
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• pp.65-70
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• 2021

우리나라 제방 중 내부침식에 의한 붕괴는 약 10% 이상을 차지하고 있다. 내부침식 뿐만 아니라 월류, 제체 불안정 등으로 인한 제방의 붕괴를 사전에 방지하고 최소한의 피해를 위하여 다양한 연구들이 시도되고 있고, 그 중 하나가 바이오폴리머 적용에 관한 연구이다. 바이오폴리머의 적용 분야에는 강도, 식생, 내침식성으로 나뉘며 본 연구에서는 내침식성에 대한 내용을 다룰 것이다. 본 연구의 목적은 모형제방의 다짐도 및 내부침식 유도로에 따른 붕괴양상을 검토하고 적합한 조건을 선정하여 바이오폴리머 혼합토 제방의 효과를 검증하기 위한 실규모 실험 기초자료를 확보하는 것이다. 모형제방의 다짐도를 상, 중, 하로 나누어 각각의 유도로 조건에 따른 침식양상을 검토하여 가장 적합한 실험 조건을 선정하였으며, 바이오폴리머 혼합토 처리 유무에 따른 효과를 확인하였다. 실험결과, 바이오폴리머 혼합토를 적용한 제방에서의 내부침식률이 크게 감소하였으며, 실제 제방에 적용이 가능할 것으로 판단된다. 그러나 본 연구에서는 스케일을 축소시킨 모형제방에 바이오폴리머 혼합토를 적용하여 실제 적용 가능한지 여부를 연구하였다. 따라서, 실제 현장적용성 평가를 위해서는 실규모 제방실험이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국항해항만학회지
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• 제44권4호
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• pp.305-311
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• 2020

지구온난화에 따른 연안의 해수면 상승은 해안에 가해지는 파랑에너지의 상승을 유발한다. 이러한 해수면의 상승은 상대적으로 수심이 깊어지는 효과를 초래하고 이는 과거 발생하지 않았던 해안지역의 침식 및 해빈에서의 모래를 유실시킨다. 일반적으로 연안침식에 대응하는 방법은 호안을 쌓아 보호하게 되는 경성공법으로 외력의 변화에 따라 현장여건에 맞는 호안의 경사, 단면형상 및 재료를 선택하게 된다. 하지만 현상에 대한 불충분한 이해에 근거한 공법 적용으로 다양한 피해가 발생하고 있으며, 이는 신뢰도 향상을 위한 기술개발 및 융합기술 도입의 필요성을 보여준다. 본 연구에서는 파랑저감에 효과적인 다공성 구조물 바이오코스트(Biocoast)를 활용하여 해안침식피해억제를 위한 친환경 투수 바이오폴리머 콘크리트 블록을 개발하였다. 자연에서 내구성이 강하고 안정된 구조인 벌집, 주상절리, 클로버에서 정육각형 모양과 삼각형의 복합체로 디자인을 도출하였으며, 월파방지와 처오름 현상 감소를 위해 바이오코스트로 요철(凹凸)을 적용하도록 디자인에 변화를 가하였다. 한국 동해안의 해수욕장의 자연조건을 반영하여 디자인 한 블록의 중량과 크기를 계산하여 실형을 제작하고 이를 현장에의 설치를 앞두고 있다. 특히, 자연해변 및 호안시설에 대해 자연 및 인위적 외력에 의한 침식과 세굴로부터 연안을 보호하고, 블록의 단위화를 통해 품질관리 및 공정관리의 효율성을 향상시킬 수 있을 것으로 사료되며 하천, 호수의 호안과 자연산책로에 확장 적용하고자 한다.