한국해안해양공학회:학술대회논문집 (Proceedings of the Korean Society of Coastal and Ocean Engineers Conference) (Proceedings of the Korean Society of Coastal and Ocean Engineers Conference)
한국해안·해양공학회 (Korean Society of Coastal and Ocean Engineers)
- 연간
과학기술표준분류
- 건설/교통 > 해양안전/교통기술
- 건설/교통 > 수공 시스템 기술
한국해안해양공학회 1996년도 정기학술강연회 발표논문 초록집
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동해는 지금, 예전에 찾아 볼 수 없는 정도로 세계적인 주목을 받고 있다. CREAMS, PICES, NEAR-GOOS, JECSS 등과 같은 국제적인 공동연구 활동이 활발히 행해지고 있고, '98년도부터는 미국 와싱턴 대학을 중심으로 한 US-CREAMS도 본격적인 활동을 시작할 것이다. 왜 지금 동해인가\ulcorner 그 배경을 살펴보면, 우선 제일 첫째로 미니대양이라는 것과 둘째로 냉전의 종결을 들 수 있다. (중략)
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On July 12, 1993, a large earthquake (M=7.8) occurred off the south-west of Hokkaido, Japan. The tsunami generated by this earthquake caused a disaster which took a heavy toll of lives, more than 200 persons dead, by the flooding of tsunami in the area of Aonae district in Okushiri island. Investigation after the disaster made clear that southern lowland was flooded by the tsunami coming from west about 5 min after the shock and the second tsunami from the east attacked eastern lowland of the Aonae District about 10 min after the shock. (omitted)
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A simple two-and -half-layer model is used to study the circulation of South China Sea( SCS ). The model is coming from the reduced gravity model of Hurbult and Thompson, with the assumption of rigid surface. It shows there is no distinct branch of the Kuroshio into the SCS. Both the upper and lower pycnocline height anomaly show that the main feature of the circulation of SCS is a cyclone, which is generated by the transportion of the vorticity from the Kuroshio. Aftr generated, the cyclone moves westward due to the beta effect, then dissipates near the west boundary due to the viscosity. After an old one dissipates, a new one appears again. The life cycle of the cyclone is about 160 days.
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Satellite-borne altimeters are one of the most important global ocean measurement and monitoring techniques available to modern oceanographers. While the U.S. Navy's GEOdetic SATellite (GEOSAT) mission in the mid-eighties firmly established its value, the full potential of satellite altimetry was not realized until the launch of the NASA/CNES TOPEX/Poseidon precision altimeter in 1992. (omitted)
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In order to understand the tidal hydrodynamics of the Yellow Sea and Parts of the East China Sea, we have developed a three-dimensional, fine resolution, nonlinear, harmonic finite element model. Major four tidal constituents, M
$_2$ , S$_2$ , K$_1$ and O$_1$ are used as forcing along the open boundary. Due to the shallowness of the region, tidal results are strongly affected by the bottom roughness coefficients, especially for the quadratic form. (omitted) -
우리나라 연안의 항만의 설계해면 및 해안구조물의 방어수위가 현재에 확률적으로 얼마나 안전한가의 여부와 현재 건설 중인 항만 개발 사업, 대규모 매립 사업, 기후 면화에 따른 해수위 상승 등에 변화되는 해양 환경에 따라 설계 수위와 연안방어체계를 어떻게 설정해야 할 것인가는 한국의 해안ㆍ해양 공학의 기본 과제임에도 불국하고 소홀하게 다루어지고 있는데 합리적인 접근방법에 의해 우리나라의 연안방어체계에 필수적인 극치자료를 제공하는 과업은 용이한 일은 아니다. (중략)
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Extreme sea statistics and combinations of environmental events or response for structures are very important problem in performance evaluation and design of coastal and Offshore structures. A probabilistic method is developed that leads to the combination of Typhoon (Hurricane) or winter storm induces winds, waves, currents and surge for a generic site. The traditional recommendation for the fixed structures is a combination of the 100 years maximum wave height with the 100 years wind and current. (omitted)
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RUBBER JOINER, developed by using rubber and chains in combination. It is already applied to many practical use. In this paper, we would like to introduce experimental result about RUBBER JOINER while developing process. And, in recent years, effect of impulsive tension reducing is certified by experiment. We would like to mention the experimental result, too. (omitted)
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태풍이 불 때 대기경계층과 해파사이에는 수면의
$C_{D}$ 가 증가하는데 이는 해파만이 아니라 강한 해조류와 해일의 영향을 받게 된다. 따라서 이러한 현상이 파랑이 발달과정에 영향을 주게됨으로 기상외력에 따른 이 과정을 복합한 해파, 조석, 해일모형으로서 접근하는 것이 타당한 방법이다. 현실적으로는 광역의 태풍해파의 모형에 있어서 방대한 자료와 컴퓨터능력을 필요로 하기 때문에 이러한 수치실험은 극히 제한적으로만 이루어졌다(Wu와 Flather, 1992). (중략) -
해상풍에 의한 파랑의 발달을 다룬 모델은 1940년대 이후 실측파랑 및 기상자료로부터 이론에 기초한 경험식이 제시되었다. 이러한 경험식들은 실제의 불규칙한 해면상태를 유의파로 대표하여 유의파의 파고 및 주기를 풍속, 취송거리 및 취송시간의 함수로 나타낸 것이다. 널리 쓰이고 있는 심해에서의 모델은 SMB법과 Wilson법이 있으며 일정한 바람이 연속적으로 불어오는 안정된 정상상태에서는 SMB법이, 그리고 풍역이 시간적 공간적으로 변화가 큰 경우에는 Wilson법이 적용되고 있다. (중략)
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심해에서 풍파의 형성은 주로 바람에 의한 마찰력과 파와 파간의 상호간섭 그리고 white capping 현상등에 의한 1차 에너지 손실에 의하여 이루어지며, 파의 변이는 주로 이상의 세 가지 물리현상에 좌우된다. 이러한 심해역에서의 파의 변이를 해석할 때 굴절, 회절 및 마찰손실 등에 의한 천해역 현상은 무시할 수 있으며 풍파의 형성은 주로 바람 조건에 좌우된다. 그러나 파도가 일단 심해역에서 천해역으로 들어오게 되면, 천수, 굴절, 회절 및 마찰손실 등에 의하여 급격하게 변이한다. (중략)
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Recently due to repeatedly occurrence of flood, a lot of Chinese cities accept new design criteria for their protective project Most of them calculated by a certain type of probability distribution. In order to meet the demand of development economy the return period of design criteria is changed more longer and longer even 1000years, but the data which the calculation dependent on is only about 30-40 years. (omitted)
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한국해안ㆍ해양공학회는 1992년 인도네시아 플로레스섬의 쓰나미 피해조사, 95년의 필리핀 민도로섬의 쓰나미 피해현장 조사와 같은 국제조사단의 해양재해 피해조사에 참여하고 있으며 국내적으로는 1993년 7월 일본 북해도 남서부 지진에 의한 동해안 쓰나미 월파조사를 수행하였으며 금년 1996년 7월말 경기 북부 임진강유역 대홍수에 대해서는 임진강의 감조구간인 문산지역 홍수범람 피해조사를 1996년 8월 4일 수행하였다. (중략)
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극치확률 모델과 더불어 최극해면분석에 이용되는 또 하나의 방법은 조석 및 비조석성분의 복합확률방법(joint probability method)으로 Pugh와 Vassie(1978)에 의해 제시되었다. 이 방법은 조석(tide)과 비조석성분(surge)이 통계적으로 독립적인 변수(statistically independent variable)로 취득될 수 있는 가를 일차적으로 분석한 후 해면의 확률분포를 조위분석함수(tidal probability distribution function)와 비조석성분분포함수(surge probability distribution function)의 복합으로서 산정하는 것이다. (중략)
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전회의 극치확률모형에 의한 해면분석(최, 1982)은 자료연장이 증가됨에 따라 재분석(update)이 이루어졌다. 검조자료의 연장이 35년 정도로 확장된 시점에서 특히 주요검조소의 인근에서 방조제, 하구둑(군산, 목포), 검조소 이전(인천), 대규모 매립(여수)이 수행되어 조석체계가 변화되는 양상이 있어 년극치 역시 동질성의 확보에 문제가 있어 년조석분석과 동시에 이러한 조석변화를 확인하였다. 더불어 년극치(annual extreme) 역시 그룹핑시켜 이를 분석하였다. (중략)
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Industrialization and urbanization of coastal areas in recent years have brought about a lot of coastal marine environmental problems. Water quality problems such as eutrophication or pollution by toxic chemicals are especially serious, threatening coastal ecosystems. These problems are mainly induced by anthropogenic loads of materials from the land. In order to design suitable counter measures, we should well understand the processes causing the problems. (omitted)
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현재 3분의 2정도가 농업지역이며 27%는 삼림지 그리고 도시 등의 개발지역이 약 6%를 차지하고 있는 대부분의 미개발지역으로 구성된 미국 동부 지역에 대서양과 접해있는 메릴랜드 연안만이 최근들어 Ocean City라는 도시를 중심으로 급속한 산업발전을 하고 있어 그로 인한 도시생활하수 등 하ㆍ폐수의 증가로 부영양화가 우려되고 있다. (중략)
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연안지역의 개발 및 이용으로 오염물질의 발생량이 증가하게 될 뿐 아니라, 발생된 오염물질은 인근 하천 및 해역에 의한 방류 등으로 연안해역의 환경을 오염시키고 있다(통상산업부 등, 1996). 연안에서 발생하는 오염물질의 하천유입, 해양방류 및 해상투기 또는 오염물질 유출사고가 연안환경에 미치는 장ㆍ단기적인 영향을 파악하기 위해서는 대상해역의 흐름을 고려한 오염물질의 이송ㆍ확산을 적절하게 예측하여야 한다(National Research Council, 1994). (중략)
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최근 주로 일본 해안공학자인 Hattori와 Matsumoto(1977), Aoyama 등(1900), Yu 등(1990)에 의하여 잠재평판(submerged plate)이 항만의 외곽 구조물로서 파랑 에너지의 저감에 미치는 영향에 대한 연구가 수행되어 왔다. Hattori와 Matsumoto(1977)에 의하면 장파에 대하여 평판구조물은 방파제로서의 역할을 못하는 것으로 판명됐으며 그리고 Yu 등(1990)의 실험결과에 의하면 평판의 길이가 전수심에 의한 파장과 동일하고 핑판위의 수심이 전수심의 0.2인 경우 0.8초의 단파에 대하여 투과율이 30%까지 감소되었다. (중략)
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연안해역에서의 흐름은 조석에 의한 주기적인 해수면의 승강작용에 의한 조류, 바람에 의해 발생되는 수면 마찰력에 의한 풍성류(wind-driven flow), 밀도가 다른 하천수 등의 유입에 의한 밀도류 등에 의하여 발생한다. 대부분의 자연수괴에서의 실제 흐름은 이러한 흐름들이 단독으로 발생하는 것이 아니라 동시에 발생하는 복합류(combined flow)이다 따라서, 연안해역에서의 오염물질의 이동ㆍ확산은 이러한 복합류에 의하여 발생하므로 복합류의 구조에 대한 정확한 이해, 평가 및 예측은 연안수의 순환 및 오염물질의 확산에 관한 자연현상을 정확히 이해하는데 있어서 반드시 필요하다. (중략)
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본 연구에서는 전회의 남해도해역조석수치모형(최 등, 1995)을 확장하여 가막양이 포함되도록 조석수치모형을 수립하였다. 개체 식별 가능한 다수의 입자가 M
$_2$ 조석 주기 동안 이동되도록 수치실험을 행하였고 여수해만 입구와 노량수도 및 창선해협과 대방수도를 경계로 교환량을 평가하고 광양만 및 진주만의 해수 교환률을 산정하였다. 95년 7월의 씨프린스호 사고에 이어 7월 17일 호남정유의 호남 사파이어호의 누출유 사고는 18일 밤부터 여수시 돌산대교를 거쳐 청정해역인 가막양으로까지 확산되었는바 본 고에서는 광양만 일대의 오염물질 확산거동을 수치적으로 연구하기 위한 초기단계의 과업을 수행하였다. (중략) -
Severe storms are frequently generated in winter along coasts on the Japan Sea side, which are developed by strong northwestern wind caused by periodic passages of low-pressure systems across the sea. The winter storm generally persists for several days, generating strong winds and large waves from northwest. During the storm, strong alongshore currents are also observed in the offshore region, which may continue to flow over a couple of days. (omitted)
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일반적으로 방조제, 방파제, 돌제 또는 호안 등의 연안구조물 축조시 다양한 형태의 수리환경변화로 인하여 주변 퇴적환경의 크고 작은 변화가 필연적으로 수반된다. 따라서, 연안구조물 축조시 그에 따른 퇴적환경변화를 예측하는 것이 필수적이지만, 예측에 앞서 축조전의 퇴적환경을 파악하는 것이 선결과제이다. 그러나, 축조전 자연상태의 퇴적작용을 파악하기 위해서는 장기간의 관측 및 분석이 필요하며, 특히 조석과 파랑의 영향을 동시에 받는 해역의 경우에는 그 관측에 더 많은 주의를 요한다. (중략)
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연안매립 및 신항만 건설, 해안선 정비사업 등과 같은 대규모 공사는 인근 해역에서의 해수유동의 변화와 해수의 혼탁도 증가 및 퇴적물의 침식과 퇴적에 의한 해저 지형의 변형을 초래하고, 이로 인해 기존 항로의 매몰과 해양생물 생태계 변화 등과 같은 문제점을 유발한다는 것은 잘 알려진 사실이다. 특히 한국의 서해연안 대부분과 남해연안 일부에 분포되어 있는 미세-점착성 퇴적물은 사질성 퇴적물과는 달리 퇴적물에서 부유된 토사 입자의 침강 속도가 아주 작아서, 파랑과 조류 등과 같은 해수유동에서 의해 쉽게 이동되어 현저한 해저 지형의 변형을 초래한다. (중략)
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In a linear dispersive system, the combined effect of water wave frnnsformations such as refraction, diffraction, shoaling, and reflection can be predicted by the mild-slope equation which was developed by Berkhoff (1972) using the Galerkin-eigenfunction method. In the derivation of the equation, he assumed a mild slope of the bottom
$\nabla$ h/kh << 1 (where$\nabla$ is the horizontal gradient operator, k is the wavenumber, and h is the water depth) and thus neglected second-order bottom effect terms proportional to O($\nabla$ h)$^2$ and O($\nabla$ $^2$ h). (omitted) -
연안역에 있어서 파랑변형의 예측은 구조물의 설계 및 모래이동의 추정 등에 필수적인 사항이다. 실제의 해저는 복합단면이 많으므로 이에 적용이 가능한 모델이 요구되어진다. Bar형 지형에서의 불규칙파의 쇄파에 관해서는 Rayleigh분포를 가정한 고산(1991) 등, Bore모델에 의한 BattjesㆍJanssen(1978), 그리고 안정파개념을 도입한 DallyㆍDean(1986) 등을 들 수 있다. 그러나 어떠한 모델도 물리적 Process의 불명확성 또는 계산의 번잡성 등 난점이 있어, 완성되었다고 할 수 없다. (중략)
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파랑성분간의 비선형상호작용에 의한 에너지의 교환은 스펙트럼 파랑에너지 보존방정식의 중요한 원천항(source)의 하나이며 이의 정확한 계산에 관한 연구가 파랑모델에서 중요한 문제로서 제기되어 왔다. 그러나 비선형에너지 전달을 엄밀하게 계산하는데는 많은 시간이 소요되기 때문에 현재 현업에서는 스펙트럼파라메타로서 간략화한 식을 사용하고 있다. 비선형상호작용은 파랑이 발달하고 있는 풍역에서 중요하기 때문에 비대칭 스펙트럼에 대한 비선형상호작용의 파라메터화는 풍속이 급변하는 풍장에서 매우 중요하다. (중략)
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인천항의 검조소의 검조기록은 우리나라의 수치측지기준(vertical geodetic datum)을 제공하는 중요한 자료이다. 본 연구에서는 최(1990)가 62년부터의 14년 자료를 처리, 발표한 것에 이어 83년에 다시 계속적인 분석을 보고하였지만 92년까지의 검조기록을 재분석하여 보고코저 한다. 분석에서 61년 이전의 자료는 하계의 DST(Daylight Saving Time)적용에 따른 자료가 보정되어 있지 못하므로 사용하지 않았으며 73, 74년 역시 검조소 이전에 따른 년자료의 연장이 완전하지 않아 취하지 않았다. (중략)
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최(1984)에서는 일차적으로 1956-1982년의 목포항 검조기록을 분석하여 하구둑 건설에 따른 조위변화를 보고한 바 있다. 검조자료의 연장이 14년 더 확보되어 본 연구에서는 하구둑 건설전후인 1962-1979년, 1982-1992년의 두 그룹으로서 검조기록을 분석하여 하구둑에 의한 조석체계의 변화를 정량적으로 보고하고자 한다. 변화된 조석체계는 해안대수층의 수위변화, 범람급험도의 증가 등 실생활에 큰 영향을 줌에도 불구하고 이에 대한 조사가 철저하지 못한 실정이다. (중략)
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최근 자원의 효율적인 이용을 위한 연안 개발이 활발하게 진행되고 있는데, 이러한 연안 개발사업은 초기의 막대한 투자비와 유지 관리가 소요되기 때문 파랑, 흐름, 퇴적물 이동, 조석 등의 설계 환경 요인을 정확하게 예측하는 것이 필요하다. 해수 유동에 관한 수치모형 실험이라 함은 조석을 비롯한 해수의 움직임을 1차원, 2차원, 3차원적으로 재현하는 것을 말한다. 본 연구에서는 영종도 연육교 건설에 따른 서해안 일대의 조석 체계의 변화에 대해 현장 관측 및 2차원적 수치모형 실험을 통해 정확한 모양을 재현하고자 한다. (중략)
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It is known that under storm waves, beach will respond by eroding material from the beach Ace and the formation of longshore bar(s) in the vicinity of breaking point. This breakpoint bar is believed to have the effect of slowing down beach erosion by dissipating incoming wave energy and retarding offshore sediment transport. Recently, artificial bin are being proposed as beach protective measures based on this reasoning. (omitted)
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동해는 Korea Strait, Tsugaru Strait Soya Strait, Mamiya Strait의 좁은 해협으로 동중국해의 북동해역, 태평양 및 Okhotsk 해로 연결되나, 해협부의 폭과 수심이 작아 폐쇄된 해역으로 볼 수 있다. 동해에 대한 조석현상을 파악하기 위해서는 Ogura(1933)와 Nishida(1980)의 한국 주변해역(동아시아)에 대한 경험적인 조석도를 참고할 수 있으며, Odamaki(1989a)는 대한해협에서의 자료를 재편집하여 개선된 조석도를 제시하였다. (중략)
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동해의 보편적인 순환계를 Lagrangian 부표 수치실험을 통하여 추적하였다. 부표 수치실험을 하기 위하여 사용된 순환장은 동해전반에 관하여 보간된 실제 해저지형을 사용한 원시방정식(Primitive equation)모형으로부터 유도되었다. 시뮬레이션된 순환장은 전반적으로 기존의 관측치와 고찰결과에 일치하지만 좀 더 많은 시간적, 공간적 변화를 보여준다. 부표는 모형영역내에서 동해전역에 걸쳐 해수수송이 최소와 최대가 되는 달인 3월 1일과 9월 1일에 투하되어 각각 1년간 추적되었다. (중략)
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지중해의 조석 현상은 그 크기가 수 cm 정도로서 큰 관심을 갖지 못했는데 근해의 위성 고도계에 의한 순환 연구가 활발해 짐에 따라 조석 모델링이 시작되고 있다(Tsimplis 등, 1995; Kantha, 1994). 지중해는 Sicily 해협을 중심으로 두 개의 분지로 나뉘어져 서측 분지는 지브랄타 해협을 통해 대서양과 연결되며 아드리아해와 에게해는 오트란드 해협과 크레테 해협을 동해 동측 분지와 연결되고 있다. (중략)
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컴퓨터의 공학적용과 더불어 천해파의 산정은 파향선식(Ray Equation)에 근간을 두어 격자상에서 이를 산정하는 방법이 이용되어 왔는데 수심이 복잡하여 파향선이 서로 교차되는 경우, 파의 중복에 따른 영향이 반영되지 못한다. Dobson이 제시한 모형이 이러한 파향선법중에서 가장 보편적으로 적용되어 왔다. 이러한 한계를 극복할 만한 접근이 꾸준히 전개되어, Berkhoff (1972)에 의해서 완경사 방정식이 유도되기에 이르렀고 천수, 굴절, 회절, 반사등 파랑의 제 현상을 반영할수 있는 모델이 수립되기 시작하였다. (중략)
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재래식 간척 및 매립은 연안 간사지를 소멸시켜 수생생물의 산란 및 서식지를 훼손시킴으로써 해양 생태계를 파괴시킬 뿐 아니라 연안역 해수의 자정능력을 감소시켜 수질의 악화를 초래하고 있다(Y, Hosokawa, 1992). 따라서 향후 간척, 매립을 하거나 호안을 축조할 때에는 외해측에 수심이 얕고 경사가 완만한 해저 환경을 새롭게 조성함으로써 수질 및 해양 생태계를 보전하는 환경 친화적 연안개발 공법의 도입이 요망된다. (중략)
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최근 경제활동의 확충 및 국민소득의 증가에 따라 해안역에 있어서 자연환경의 보존, Water-Front 및 Resort개발의 중요성이 보다 강조되고 있다. 그러나, 기존의 방파제 등과 같은 해안ㆍ항만구조물은 해저에서부터 수면위로 건설되어 해수유동을 차단하므로 해안환경측면에서 그 기능을 충분히 발휘할 수 없기 때문에, 근년에 파랑제어라는 원래의 목적에 부합될 뿐만 아니라, 해안환경 및 생태계측면에서도 우수한 기능을 갖는 잠제에 대한 연구를 활발히 수행하여 오고 있다. (중략)
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외해로부터 해안선부근으로 이동하는 파랑은 해저협곡 및 대륙붕과 같은 해저지형의 변화, 방파제와 같은 해안구조물과의 상호간섭 및 파랑상호간의 비선형효과 등에 의해 굴절, 회절, 천수 및 쇄파 등과 같은 변화를 경험한다. 파랑변형의 원인이 되는 여러 변화 중에서 흥미 있고 연구할 가치가 있는 물리적 현상중의 하나는 Bragg 반사이다. (중략)
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In order to reduce wave reflection from a breakwater, a perforated wall caisson is often used. A conventional perforated wall caisson breakwater for which the water depth inside the wave chamber is the same as that on the rubble mound berm has less weight than a vertical solid caisson with the same width and moreover the weight is concentrated on the rear side of the caisson. (omitted)
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기존의 항만 부진동현상 해석은 대부분 완전유체라는 가정하에 선형이론에 기초하여 개발된 수치 모델에 의해 수행되고 있다. 실제의 경우에는 해저면의 마찰, 고체경계면을 따른 에너지 손실, 단면의 급 축소 및 확대에 따른 에너지 손실 등이 존재하므로, 이와 같은 에너지의 손실을 고려하지 않고 선형해석을 수행하게 되면 실제와는 다른 과장된 결과를 얻게 된다. 특히, 항 입구의 폭이 좁은 경우에는 실제와는 다르게 증폭비가 대단히 크게 예측된다. (중략)
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현재 국내에서는 단주기파의 항내에서의 다중반사를 고려할 수 있는 항내정온도 모형으로 Copeland(1985)의 모형을 개선한 한국해양연구소의 수치모형(한국해양연구소, 1987)과 Maruyama와 Kajima(1985)의 수치모형이 사용되고 있다. 이 수치모형들은 반무한방파제 후면의 회절이나 이안제 후면의 회절 등에 대해서는 수리실험이나 이론해와 비교되었으나 항만과 같이 다중반사가 발생하는 풍우에 대해서는 비교ㆍ검증이 부족하였다. (중략)