• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제24권5호
• /
• pp.305-318
• /
• 2012

직립 케이슨 방파제에 대한 기존의 성능설계법은 임의의 시간 동안의 평균활동량을 산정하지만 허용활동량을 최초로 초과하는 사건의 발생확률(최초통과확률)은 계산하지 못한다. 설계자는 구조물이 최초로 피해를 입을 확률에 대한 정보를 구조물의 설계 단계뿐 아니라 관리 및 운영에서도 필요로 한다. 따라서 본 연구에서는 케이슨 활동의 최초통과확률을 산정하기 위해 확률과정에 기반한 시간의존 신뢰성 설계법을 개발하였다. 방파제의 활동을 일으키는 폭풍파는 발생 시간과 강도의 임의성의 특징이 있기 때문에 Poisson spike process를 사용하여 케이슨 활동을 정식화할 수 있다. 여기서 방파제의 활동을 일으키는 폭풍파의 발생률은 활동량분포함수와 폭풍파의 평균발생률로 표현된다. 성능설계법으로 모의된 이들은 설계변수들의 다변량 회귀함수로 나타내진다. 결과적으로 활동량분포함수와 폭풍파의 평균발생률은 유의파고, 케이슨 폭, 수심의 함수로 표현되어 케이슨 활동에 대한 최초통과확률을 손쉽게 산정할 수 있다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제26권5호
• /
• pp.335-341
• /
• 2014

이 연구에서는 단면 수리모형실험을 통해 파의 여러 위상에 따라 단일 및 이중유수실 유공케이슨 방파제의 연직벽에 작용하는 최대 수평파력을 계측하고 그 크기를 서로 비교하였다. 본 실험 자료 분석 결과 이중유수실 케이슨의 유수실 전체 폭이 단일유수실의 폭과 동일한 경우 이중유수실 케이슨에 작용하는 총 수평파력이 평균적으로 9.6% 작은 것으로 나타났다. 이러한 파력 저감 효과는 이중유수실 케이슨 방파제의 유공 전면벽과 무공 후면벽 사이에 위치한 유공 중간벽에서 파 에너지가 소산되기 때문인 것으로 파악되었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제21권4호
• /
• pp.267-277
• /
• 2009

혼성제 케이슨의 활동파괴모드에 대한 목표파괴수준에 따른 저항 및 하중 그리고 신뢰함수의 부분안 전계수를 산정하였다. 이를 위해 파력의 편이를 고려한 혼성제 케이슨의 활동파괴모드에 대한 신뢰함수를 수립하 고, 관련 확률변수의 불확실성에 대해 분석하였다. Level II AFDA 해석법을 이용하여 여러 수심조건 및 단면조건 그리고 파랑조건에 대해 신뢰성 해석을 수행하였다. 특히 대산항, 동해항 그리고 포항항의 실제 혼성제 케이슨의 활동파괴에 대한 신뢰성 해석도 수행하였다. 마지막으로 목표수준에 따른 혼성제 케이슨의 최소 소요 폭을산정하는 방법으로 본 연구에서 산정된 부분안전계수에 대한 비교 평가를 실시하였다. 비교 결과, 목표수준 1%에서는 약간의 차이를 보이고 있으나 다른 모든 수준에서는 비교적 잘 일치하고 있다.

• 한국해안해양공학회지
• /
• 제14권2호
• /
• pp.95-107
• /
• 2002

신뢰성설계법의 적용성을 확대하기 위하여 혼성제 직립 케이슨의 활동에 대한 신뢰성 해석이 수행되었다. 충격쇄파 효과를 고려한 결정론적 설계법에 의하여 단면의 안전성이 자세히 해석되었으며, 특히 신뢰성 해석의 결과를 직접 결정론적 설계법의 결과와 연결시키기 위한 연구가 시도되었다. 해석 결과에 의하면 현재의 결정론적 설계 법에서 적용되고 있는 안전율은 약간 안전 측에 속한다. 또한 동일한 입사조건과 안전율에 대하여 수심이 증가함에 따라 신뢰지수는 감소하는 경향을 보이고 있다. 한편 방파제가 그 기능을 수행하는데 지장이 없을 것으로 예상되는 목표 파괴확률을 설정하고 그 목표 범위내에서 가장 최적의 파괴 확률을 산정하였는데, 입사조건에 따라 약간 씩 다른 최적의 안전율이 추정되었다. 마지막으로 혼성제 케이슨의 단면 결정에 영향을 주는 변수들의 변화에 따른 민감도 분석이 수행되었다. 해석 결과에 의하면 입사각, 주기의 영향이 크게 나타났으며 하상의 경사나 마운드의 두께에 대한 영향의 정도는 상대적으로 낮게 평가되었다.

• 한국해양공학회지
• /
• 제28권3호
• /
• pp.227-235
• /
• 2014

Using a 3-D numerical scheme (LES-WASS-3D) that considered wave-structure-sandy seabed interactions in a 3-D wave field, we analyzed the wave reflection and hydraulic characteristics inside a slit caisson with two chambers in a 3-D oblique wave field. To verify the 3-D numerical analysis method suggested in this study, we compared the numerical results with existing experimental results and found good agreement. The numerical analysis revealed that a standing wave field is generated on the front side of the slit caisson due to the effect of wave reflection. For incident waves propagating perpendicular to the slit caisson, the nodes and anti-nodes of the standing wave are apparent and symmetrical. However, in an oblique wave field, as the incident wave angle decreases, the nodes and anti-nodes of the standing wave become ambiguous and unsymmetrical. It was also found that the wave reflection coefficient decreases as the incident wave angle decreases. It can be pointed out that as the incident wave angle decreases, the turbulent intensity in the chamber increases. Thereby, the increased wave energy dissipation by the increased turbulent intensity reduces the rate of wave reflection. In addition, a strong turbulent intensity generally occurs in the first chamber.

• 한국해안해양공학회지
• /
• 제17권4호
• /
• pp.280-293
• /
• 2005

본 연구에서는 직립 방파제 케이슨의 활동량 산정 모델과 케이슨 복구비용 계산 모델을 결합하여 기대 총 건설비 산정 모델을 수립하였다. 직립 방파제 케이슨의 최적 단면은 활동량의 허용 범위 내에서 기대 총 건설비가 최소가 되는 단면으로 정의된다 활동량의 허용 범위는 방파제 수명 동안의 기대 활동량을 0.1m로 하는 경우와 방파제 수명 동안의 누적 활동량이 0.3 m를 초과하는 확률을 0.1 이내로 하는 경우를 고려하였다. 또한 할인율 개념을 도입하여 미래 가치로 산정된 복구비용을 현재가치로 환산하였다. 작은 재현주기에 대해서 설계된 케이슨의 경우 잦은 복구 활동으로 인해 할인율을 적용했을 때의 기대 총 건설비용이 할인율을 적용하지 않았을 때보다 작아진다. 수심이 얕을 때 본 설계법이 기존의 결정론적 설계법보다 더 작은 단면을 요구하여 경제적인 설계가 가능하다. 한편, 수심이 얕을 때는 전술한 활동량 허용 기준들이 비슷한 결과를 나타내지만, 깊은 수심에서는 전자가 후자보다 더 큰 단면을 요구한다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제31권6호
• /
• pp.351-355
• /
• 2019

무공케이슨 방파제의 한계상태설계를 위한 하중저항계수를 제시하였다. 전국 항만의 16개 방파제에 대한 신뢰성해석을 수행하여 부분안전계수를 산출하였으며 이를 하중과 저항계수로 전환하였다. 개별적으로 구한 하중저항계수에 최적화기법을 적용하여 최종 하중저항계수를 보정하였다. 최종적으로 얻은 하중저항계수를 이용하여 방파제를 재설계한 후 목표수준을 만족하는지 검증하였다. 목표신뢰도수준의 변화에 따른 하중저항계수를 제시하여 한계상태설계가 용이하도록 하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제31권6호
• /
• pp.403-408
• /
• 2019

일반적으로 유공벽을 갖는 케이슨(유공케이슨)은 직립식 구조물 벽면에 유공부를 설치하여 반사파의 저감, 월파량의 저감 등의 목적으로 사용된다. 본 연구에서는 유공케이슨 유수실을 골재(사석)로 채운 형태의 구조물에 대한 수리특성(반사계수)을 수리모형실험을 통해 검토하였다. 유수실을 사석으로 채운 경우가 유수실이 비어있는 일반적인 형상보다는 반사계수가 크게 나타났으나, 속채움재를 유수실에 설치하여 중량을 확보함으로서 구조물의 안정성을 확보하고, 일정 수준에서 수리특성을 만족할 수 있는 것으로 검토되었다.

• 한국해안해양공학회지
• /
• 제19권2호
• /
• pp.113-127
• /
• 2007

본 연구에서는 직립 방파제 케이슨의 활동에 따른 복구비용, 과도한 케이슨 활동 발생시 항만 폐쇄에 따른 경제적 피해 비용 그리고 월파에 의한 일시적 작업 중단에 따른 경제적 피해 비용을 동시에 고려하는 기대 총 건설비 산정 모델을 수립하였다. 발생시점이 서로 다른 피해 비용을 일정한 기준으로 산정하기 위해 할인율을 적용하였다. 케이슨의 최적 단면은 방파제 수명 동안의 기대 활동량의 허용범위 내에서 기대 총 건설비용이 최소가 되는 단면으로 정의되며, 그 기대 활동량의 허용치는 0.3 m와 0.1 m 두 가지 경우에 대해 살펴보았다. 과도한 케이슨 활동에 의한 항만 폐쇄에 따른 경제적 피해 비용과 그 산정 기준이 케이슨 복구비용이나 월파에 의한 작업 중단에 따른 경제적 피해 비용보다 최적 단면 결정에 더 중요한 요인임을 확인하였고, 항만 폐쇄에 대한 케이슨 활동량의 임계 칼이 커질수록 케이슨의 최적 단면은 기대 총 건설비의 최소점보다 기대 활동량의 허용치에 의해 결정되는 것으로 나타났다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제29권6호
• /
• pp.286-304
• /
• 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.