• Ocean Systems Engineering
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• 제2권3호
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• pp.189-203
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• 2012

New experiments focusing on the evolution characteristics of nonlinear wave trains were conducted in a large wave flume. A series of wave trains with added sidebands, varying initial steepness, perturbed amplitudes and frequencies, were physically generated in a long wave flume. The experimental results show that the increasing wave steepness, increases the speed of sidebands growth. To study the frequency and phase modulation, the Morlet wavelet transform is adopted to extract the instantaneous frequency of wave trains and the phase functions of each wave component. From the instantaneous frequency, there are local frequency downshifts, even an effective frequency downshift was not observed. The frequency modulation increases with an increase in amplitude modulation, and abrupt changes of instantaneous frequencies occur at the peak modulation. The wrapped phase functions show that in the early stage of the modulation, the phase of the upper sideband first diverges from that of the carrier waves. However, at the later stage, the discrepancy phase from the carrier wave transformed to the lower sideband. The phase deviations appear in the front of the envelope's peaks. Furthermore, the evolution of the instantaneous frequency exhibits an approximate recurrence-type for the experiment with large imposed sidebands, even when the corresponding recurrence is not observed in the Fourier spectrum.

• 한국해양공학회지
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• 제10권4호
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• pp.149-159
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• 1996

Multipurpose development of the coast and ocean can be considered as multifunction construction combining the functions of coastal protection, waterfront amenity and creation or rehabilitation of habitats. Multfunction development of coastal and ocean spaces can be accomplished by applying the ecosystem control structure of artificial habitats which will cultivate fishing ground with ecological harmony to the coastal protection system. To evaluate the applicability of ecosystem control structures as as fundamental coastal protection structure, wave control function of the structure is studied by numerical and physical analyses. Dimensional analysis and hydraulic experiment point out the importance of width and crest depth of ecosystem control structure, construction water depth and wave steepness. Wave control efficiency is estimated by the attenuation coefficient $(K_H)$ according to wave steepness $(H_0/L_0)$, relative constructed water depth $(h_i/H_0)$, relative berm width $(B/L_0)$ and relative crest depth $(h_B/H_0)$ of eosystem control structure. Empirical fomulas are suggested based on the results of model test by applying the multiple model based on this experimental results and numerical wave shoaling-dissipation-breaking model appears to be valid for the analysis of wave transformation around ecosystem control structure in the coastal waters.

• 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해안해양공학회 2003년도 한국해안해양공학발표논문집
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• pp.376-381
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• 2003

The reliability analysis of overtopping probability is proposed. In order to estimate the expected overtopping probability of the rubble mound breakwater, the experimental results of individual wave runup height is applied for the analysis of irregular wave system. The joint distribution of wave heights and periods is used for the input data of runup calculation because the runup height depends on the wave height and period. The runup heights during the one event that the design wave attacks the rubble mound breakwater extend to the one life cycle of 60 years. Utilizing the Monte-Carlo method, the one life cycle is tried more about 60 times for obtaining the expected value of overtopping probability. It is found that the inclusion of the variability of wave tidal and wave steepness has great influence on the computation of the expected overtopping probability of rubble mound breakwater. The previous design disregarding the tidal fluctuation largely overestimates or underestimates the expected overtopping probability depending on tidal range and wave steepness.

• 한국해안해양공학회지
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• 제7권4호
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• pp.305-312
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• 1995

일반적으로 선형파동이론에 의해 산정된 라디에이션 응력은 쇄파대내 및 부근에서 과대 평가되는데, 이것이 평균수위변동의 계산치와 실험치와의 불일치의 원인이 된. 오(1995)는 Svendsen (1984)이 제안한 라디에이션 응력을 이용하여 평균수위변동을 산정하고 실험치와 비교한 결과, 파형경사가 작은 경우에는 잘 일치하고 있으나 파형경사가 큰 경우에는 실험치와 잘 맞지 않는 것을 보였다. 본 연구에서는 Svendsen(1984)이 제안한 무차원 라디에이션 상수를 수정하여 쇄파점에서의 상대수심 및 심해파 파형경사의 함수로 표현하여 계산하고, 그 결과를 선형이론, Stive(1984)모델, 쇄파의 성분파고 스펙트럼에 기초한 Sawaragi 등(1984)의 모델 및 기왕의 실험 데이터와 비교하였다. 수정, 제안된 Svendsen 모델의 결과는 실험치와 매우 양호한 일치를 보여 주었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.38-50
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• 1998

부유식 방파제의 특성을 파악하기 위하여 수면 근처에 고정된 상자형 방파제 경우의 방파성능을 실험하고 수치계산과 비교하였다. 상자의 폭과 흘수를 변화시키고 파의 주기와 경사도(wave steepness)를 변화시킴으로써 비교적 다양한 변수변화에 따른 영향을 확인하고자 하였다. 투과계수와 방파제에 작용하는 힘을 실험으로부터 측정하고 선형포텐셜이론에 의해 계산된 결과와 비교함으로써 방파제가 수면근처에 고정된 경우 투과계수와 파력에 대한 흘수 및 파장의 영향을 논하였다. 배열의 경우 폰툰사이의 간격이 투과계수와 파력에 미치는 효과를 논하였고, 전반적으로 계산이 실험의 결과를 효과적으로 예측할 수 있음을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.59-69
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• 2021

최근 친환경 에너지 개발에 대한 관심의 증가로 해상 및 연안 지역에서 대규모 해양구조물들이 건설되고 있다. 해양구조물은 항상 파랑 하중에 노출되어 있으므로 구조적인 안전성을 확보하기 위해서는 파랑에 대한 정확한 이해와 분석이 필수적이다. 실해역에서 수행되는 실험은 해양파를 이해하기 위한 가장 정확한 방법이지만, 변수의 통제가 어렵고 비용과 규모 측면에서 실험이 제한되는 경우가 많다. 본 연구에서는 수치파동수조를 이용하여 다양한 조건의 파를 생성하고 및 이론식과 비교를 통해 파랑 생성 능력을 검증하였다. 입자 기반 수치해석법인 SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics) 기법을 이용하여 3차원 수조 및 피스톤 조파기를 모델링하였으며, 반사파에 대한 영향을 최소화하기 위해 수로 끝단에 질량 가중 감쇠 영역을 설정하여 안정적인 파고 및 유속 계산이 수행될 수 있게 하였다. 목표 파랑 조건에서,상대 수심이 2 이하를 만족하는 경우 파형경사에 관계없이 파고와 유속을 계산한 결과가 이론값과 높은 정확도를 보였다. 그러나 상대수심과 파형경사의 목표값이 증가하고, 측정 위치가 멀어짐에 따라서 최대 10% 이상의 오차가 발생하였다. 수치해석을 이용하여 정확한 계산이 가능한 파랑 범위를 무차원 변수를 이용하여 제안하였으며, 차후 수치해석을 이용한 수치파동수조 검증기준과 유체-구조물 상호작용 해석분야 연구에 효과적으로 활용될 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.1455-1462
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• 2013

본 연구에서는 유공부 형상, 상대유수실 폭, 파형경사 등에 따른 유공케이슨의 소파특성을 2차원 및 3차원 실험을 통해 고찰하였다. 파랑이 직각으로 입사하는 경우, 유사한 유공율 조건에서 횡 slit이 종 slit에 비해 반사계수가 약간 작게 계측되었으나 그 차이는 크지 않았다. 그리고 파형경사가 큰 경우가 작은 경우에 비해 약간 낮은 반사계수를 보였다. 경사 입사파 조건에서도 유공율이 유사할 경우, 유공부 형상에 따른 제체 전면의 파고 차이는 거의 발생하지 않았다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제9권2호
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• pp.160-176
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• 2017

The interaction of focused wave groups with a vertical wall is investigated based on the second order potential theory. The NewWave theory, which represents the most probable surface elevation under a large crest, is adopted. The analytical solutions of the surface elevation, velocity potential and wave force exerted on the vertical wall are derived, up to the second order. Then, a parametric study is made on the interaction between nonlinear focused wave groups and a vertical wall by considering the effects of angles of incidence, wave steepness, focal positions, water depth, frequency bandwidth and the peak lifting factor. Results show that the wave force on the vertical wall for obliquely-incident wave groups is larger than that for normally-incident waves. The normalized peak crest of wave forces reduces with the increase of wave steepness. With the increase of the distance of focal positions from the vertical wall, the peak crest of surface elevation, although fluctuates, decreases gradually. Both the normalized peak crest and adjacent crest and trough of wave forces become larger for shallower water depth. For focused wave groups reflected by a vertical wall, the frequency bandwidth has little effects on the peak crest of wave elevation or forces, but the adjacent crest and trough become smaller for larger frequency bandwidth. There is no significant change of the peak crest and adjacent trough of surface elevation and wave forces for variation of the peak lifting factor. However, the adjacent crest increases with the increase of the peak lifting factor.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2003년도 춘계공동학술대회논문집
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• pp.157-164
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• 2003

복잡한 수심을 가진 연안해역에서 조석, 바람과 파에 의해 발생된 흐름의 영향까지를 고려한 파랑모델의 도입은 대부분의 해안공학 설계나 방재 문제에 매우 중요한 요소이다. 근해역에서 수심변화에 의한 굴절 및 천수효과, 흐름에 의해 유발되는 굴절효과, 파형경사에 따른 쇄파, 회절, 바람에 의한 파의 성장, 파랑 상호간의 간섭 및 에너지 재분포 등을 다를 수 있다는 점에서 정상상태 스펙트럼 모델의 현장 적용은 지금까지 여러 모델이 다루지 못한 부분을 해소하게 될 것이다. 본 연구에서는 부만 신항만 건설이 이루어지고 있는 가덕인접의 및은 수역에 대해 파랑의 변환과정을 보다 합리적으로 해석하기 위해 스펙트럼 모델을 적용하고 기존의 모델 결과와 비교 분석하는 것을 골자로 하고 있다. 이러한 시도가 가까운 장래에 항만설계 및 방재시스템 분야에서 보다 안전하고 널리 스펙트럼 모델을 적용하게 하는 계기가 되도록 의도하였다.

• 한국연안방재학회지
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• 제5권4호
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• pp.203-210
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• 2018

It is generally known that submerged breakwaters can reduce the incoming wave energy without disturbing the beach scenery. However, a submerged breakwater is also able to cause a setup of the sea level in the protected area which is also called as water piling-up. Since the piling-up can result in longshore currents, sediment transports, and unexpected beach erosion, understanding about the piling-up process is required prior to designing the nearshore structures. In this study, the water piling-up behind a submerged breakwater is assessed in the time of storm events. For the study area, Anmok beach in Gyeonso-dong, Gangwon-do is selected. 1-year, 5-year, 10-year, and 50-year return-values were derived from Peaks-Over-Threshold(POT) method and those are applied as offshore boundary conditions for the numerical simulation. The numerical results of the piling-up were assessed with regard to the wave steepness and the height of the submerged breakwater. With increase of both significant wave height and the height of the submerged breakwater, the piling-up parameter is also increased which can lead to erosion of dry beach behind the structure.