• Structural Engineering and Mechanics
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• 제53권3호
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• pp.393-410
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• 2015

Two dimensional numerical models and physical models have been developed to study the highly nonlinear interactions between waves and breakwaters, but several of these models consider the effects of the structural dynamic responses and the shape of the breakwater axis on the wave pressures. In this study, a multi-material Arbitrary Lagrangian Eulerian (ALE) method is developed to simulate the nonlinear interactions between nonlinear waves and elastic seawalls on a coastal rubble mound breakwater, and is validated experimentally. In the experiment, a solitary wave is generated and used with a physical breakwater model. The wave impact is validated computationally using a breakwater - flume coupling model that replicates the physical model. The computational results, including those for the wave pressure and the water-on-deck, are in good agreement with the experimental results. A local breakwater model is used to discuss the effects of the structural dynamic response and different design parameters of the breakwater on wave loads, together with pressure distribution up the seawall. A large-scale breakwater model is used to numerically study the large-scale wave impact problem and the horizontal distribution of the wave pressures on the seawalls.

• 한국해양공학회지
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• 제15권4호
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• pp.20-27
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• 2001

Recently numerical approaches for wave loads acting on the vertical caisson of breakwater, and resulting wave reflection and transmission coefficients have been performed. Although the numerical studies by Sulisz's(1997) and Kim et al.(2000) are suggested representatively, theoretical formulation for nonlinear wave pressure is not developed yet. And experimental results of Sulisz(1997) revealed that nonlinear uplift pressure on the caisson may be produced largely on the case of caisson founded on the high rubble mound. From the results of this study, the nonlinear theory for the uplift wave pressure acting on the caisson by applying boundary integral method of Green theorem is formulated, and also the characteristics of nonlinear uplift pressure and run-up height on the caisson are evaluated numerically, according to the variations of hydraulic properties of the rubble mound.

• 한국해안해양공학회지
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• 제13권1호
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• pp.9-17
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• 2001

신뢰성 해석을 위한 직접계산법을 이용하여 경사제 피복재의 파괴확률이 안전계수의 함수로 산정되었다. 신뢰함수를 수립하기 위하여 현재 설계에서 가장 많이 적용되고 있는 Hudson 공식을 사용하였다. 제체의 경사, 피복재의 종류, 쇄파 및 비쇄파 그리고 각 확률변수의 상관성에 따른 안전계수와 파괴확률의 관계가 제시되었다. 또한 신뢰함수에 포함된 각 확률변수의 변동계수에 따른 영향이 민감도 분석을 통하여 정량적으로 해석되었다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제15권2호
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• pp.116-126
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• 2003

본 논문은 사석이나 소파블록 투과방파제로 이루어진 항만의 평면파랑장 해석모델에 있어서 중요한 변수인 구조물 내부의 투과파 속도와 저항계수를 수치모델에 사용하기 편리하도록 정의하고, 시간의존 완경사방정식 모델에 이들 방법과 임의투과율 경계조건을 사용하여 투과 사석방파제 주변의 평면파랑장을 해석할 수 있는 모델을 제시하였다. 모델의 검증은 조파수로 내에서 투과제에 대한 단면 수리모형실험을 실시하여 구조물 전$.$후 면의 수위변동을 측정하고 모델의 결과와 시계열로 비교하였으며, 현지 항만의 소파블록 투과제에 대한 3차원 수리모형실험 결과와 모델의 결과를 항내 구역파고비로 비교하여 이루어졌다. 본 모델은 검증을 통하여 수리모형의 실험결과에 대한 재현성이 매우 좋음을 확인할 수 있었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.181-190
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• 2013

본 연구에서는 사석 방파제 위에 피복한 Rakuna-IV에 대하여 파랑조건과 구조물의 경사를 변화시키며 51가지 실험을 수행하여 안정공식을 유도하였다. 안정공식에서 안정수는 상대피해, 파의 개수, 구조물 경사 및 surf similarity parameter의 함수로 표시된다. 안정공식은 권파와 쇄기파에 대하여 따로따로 유도되었으며, 둘 중 안정수를 크게 계산하는 공식을 사용한다. 또한 권파와 쇄기파의 경계가 되는 critical surf similarity parameter를 제시하였다. 마지막으로, Hudson 공식에서 사용되는 안정계수에 익숙한 기술자들에게 Rakuna-IV의 안정성을 설명하기 위하여, 대표적인 권파와 쇄기파 조건에 대하여 유의파고의 변화에 따른 Rakuna-IV의 소요중량을 계산하고, 이를 몇몇 다른 안정계수를 사용한 Hudson 공식의 결과와 비교하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제14권1호
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• pp.19-33
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• 2002

경사식 방파제의 설계에 필요한 정보를 제공할 목적으로 수리특성들의 계산을 비교적 쉽게 수행하기 위한 수치해석기법의 수립을 시도하였다. 수치해석은 방파제 외부의 파동장과 내부 공극매체에서의 파동장을 결합시킴으로써 반사율, 전달율(월파전달율과 투과전달율) 그리고 개체내부의 간극수압을 계산하는 것이다. 외부 파동장은 장파가정의 근사 이론을, 내부 파동장은 경계요소법을 이용하여 해석하였다. 수치해석결과를 수리실험결과와 비교한 결과, 반사율과 전달율은 허용오차 범위내에서 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났다. 또한, 간극수압은 정량적으로는 다소의 차이를 보이나 정성적으로는 대체적으로 유사한 성향을 보이는 것으로 나타났다. 정량적 차이를 극복하기 위하여 전사면에서의 비선형 파동장에 의한 동수압을 직접 계측하여 수치해석에 입력하는 방안을 제시하였다

• 한국해안해양공학회지
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• 제15권4호
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• pp.249-258
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• 2003

본 연구에서는 사석, cube및 tetrapod를 대상으로 불규칙파를 적용하여 경사식방파제의 피복재 안정성에 대한 2차원 실험을 수행하였다. 파복재 중량산정식으로는 Hudson식과 van der Meer식을 대상으로 하였으며, Hudson식은 규칙파, van der Meer식은 불규칙파를 적용한 실험으로부터 얻어진 식이다. 본 연구의 목적은 실험결과를 이용하여 Hudson식과 van der Meer식을 비교 검토하는 것이다

• 한국항해항만학회지
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• 제31권7호
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• pp.589-595
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• 2007

In the majority of previous studies on deformation of seabed structures using DEM, elements of structures have been assumed that it is composed with uniform materials or received fixed wave force, despite that actual submerged structures are composed with various size materials and influenced by complicated fluid field. The goal of this study is to develop a new model for analysis of seabed structure deformation using discontinuous structures composed with various size materials. As the first phase, a model using DEM and VOF, which can compute the deformation of submerged structures composed with various size materials, such as rubble mound structures, is proposed. A model test is carried out and then the validity of the model is discussed.

• 한국항해항만학회지
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• 제31권9호
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• pp.785-791
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• 2007

In this paper we proposed a model that the deformation of the submerged rubble mound breakwaters composed with materials of various size, induced by wave action, can be computed. The water particle kinematics by waves in porous mound structure are computed by CADMAS-SURF, then the deformation of structure is computed using DEM module. To investigate the interaction of wave and sectional deformation of structures, analysis is accomplished by two steps. Analysis at the first step is executed with incipient mound. And analysis at the second step is executed with deformed mound by wave action. Furthermore, behaviors of materials are influenced by various properties such as the contact stiffness and the friction angle. Therefore, in order to present the behavior of the element caused by various properties, computations are accomplished with random coefficients by using the Monte Carlo simulation.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제25권2호
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• pp.52-62
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• 2013

경사제 피복재의 시간에 따른 파괴확률을 산정할 수 있는 추계학적 Markov 확률모형을 개발하였다. 하중발생에 대한 CP/RP 해석과 누적피해사건에 대한 DP 해석을 결합하여 수학적 모형을 수립하고 경사제 피복재에 적용하였다. 피복재의 피해수준에 대한 정의와 MCS 기법을 이용하여 이행확률을 산정하고 분석하였다. 산정된 이행확률들은 확률적으로나 물리적으로 만족해야하는 제약조건들을 잘 충족한다. 또한 경사제 피복재의 설계와 관련하여 중요한 변수로 생각되는 재현기간 및 안전율의 변화에 따른 시간 의존 파괴확률을 산정하여 그 거동 특성을 자세히 비교 분석하였다. 특히 시간 의존 파괴확률이 이전단계의 피해수준에 의해 어떻게 달라지는지를 정량적으로 해석할 수 있었다. 마지막으로 유지관리에서 가장 중요한 보수보강 시점을 결정할 수 있는 두 가지 접근방법을 제시하고 경제성 분석을 포함한 다양한 해석이 수행되었다.