• 한국해안해양공학회지
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• 제12권4호
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• pp.157-167
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• 2000

한국해양연구소는 1998년에 이어도 종합해양과학기지의 기본설계를 수행한 바 있으며 심해 설계파에 Morison 식과 Stream function 이론을 적용하여 설계파력을 결정한 바 있다. 본 연구에서는 삼차원 수리모형실험 통하여 이어도 해역에서의 파랑전파를 모의하였으며, 구조물의 파력 및 Air gap를 계측하고 이들을 SACS 프로그램의 계산치와 비교함으로써 기본설계 값들의 타당성을 검토하였다. 그 결과, 시도된 4개의 심해파향 중에서 SSW, S, SE계열의 파향에 대해서는 계측치가 SACS 계산치 보다 작게 나타났다. 그러나, 유일하게 구조물에 미치기 전에 쇄파되는 NNW계열의 파향에서는 전반적으로 SACS 계산치를 상회하였으며, 그방향성 흐름과 파가 복합되어 있는 경우와 매우 유사한 파력변화를 보여주었다. 구조물의 Air gap은 모든 심해파향에 대하여 계측치가 기본설계치보다 작은 것으로 나타났다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.1-13
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• 2008

본 연구에서는 복수의 대형 연직 주상구조물을 중심으로 구조물에 작용하는 비선형파력과 구조물에 의한 비선형파랑변형을 검토하며, 수치해석의 이론으로 쇄파나 강비선형 파랑을 고정도로 해석할 수 있는 Navier-Stokes방정식에 근거한 3차원 VOF(Volume Of Fluid)법을 적용하였다. 본 수치해석의 타당성을 검증하기 위해 파랑변형과 파력에 대한 기존의 수리실험결과와 본 수치해석결과를 비교 검토하였으며, 이로부터 2기로 구성된 임의형상의 연직 주상구조물에 대해 구조물 형상, 구조물 배치간격, 파의 입사각도 변화에 따른 파력과 파랑변형의 특성을 논하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제29권6호
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• pp.363-368
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• 2017

지진해일은 그 파랑이 연안 도시로 범람하여 육상 구조물에 피해를 주게 된다. 육상 구조물에 미치는 파압 및 파력에 대한 연구는 육상 구조물의 안정성 설계의 중요한 요인 중 하나이다. 본 연구에서는 단순화한 박스구조물에 미치는 지진 해일의 수평 파력 및 파압에 대한 2차원 단면 수리모형실험을 수행하였다. 시간에 따른 수평 파압의 수직 분포와 파력을 파압계와 파력계를 사용하여 계측하여 상호 비교하였다. 또한, 쇄파의 형태도 다양하게 고려하여 계측하였다. 쇄파된 파랑이 입사하는 경우 구조물에 미치는 수평 파력이 최대가 되는 순간에는 수평 파압이 수직적으로 균일하였고, 그 외의 경우에는 육상 저면에 가까울수록 수평 파압이 커지는 분포를 보였다. 최대 수평 파력을 다양한 입사파랑 조건에 대한 함수로 표현하기 위해 쇄파상사계수를 사용하여 수평 파력과의 관계식을 산출하였다. 그 결과 무차원화한 수평 파력은 쇄파상사계수가 증가함에 따라 지수적으로 감소하는 경향을 있음을 보였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권5B호
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• pp.563-572
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• 2006

현재 해안구조물의 설계시에는 현지관측을 토대로 한 Goda식(Goda, 1974)과 같은 경험식이나 2차원적인 수리수치모형실험을 통한 파력값을 많이 사용하고 있다. 하지만, 이러한 2차원 해석결과들은 실해역에 설치된 구조물의 평면배치형상에 따라 변화하는 작용파력의 3차원 구조를 재현하기에는 무리가 있는 듯 하다. 특히, 혼성방파제와 같은 대형구조물의 항외측과 항내측에서 위상차가 발생하는 경우에는 구조물의 단면별로 파력이 각기 다르게 작용할 것으로 판단된다. 본 연구에서는, 해안구조물에 작용하는 파력의 3차원구조를 명확히 하기 위하여, 투과성구조물 및 쇄파현상에도 적용이 가능한 기존의 수치해석기법(Hur and Mizutani, 2003)에 Large Eddy Simulation(LES)기법을 도입한 새로운 3차원 수치해석기법을 제안하였으며, 이 기법을 이용하여 얻어진 잠제상 구조물에서의 작용파력 계산치를 기존의 수리모형실험치와 비교한 결과, 좋은 일치성을 확인하였다. 또한, 대형해안구조물 중 혼성방파제를 본 연구의 대상구조물로하여, 사석마운드로의 투과 및 개구부로의 회절의 영향으로 인해 발생하는 위상차를 고려한 3차원 파력구조에 관해 논의하였으며, 2차원 해석으로는 규명할 수 없었던 3차원적인 동적 파력특성을 파악할 수 있었다.

• 한국해양공학회지
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• 제16권6호
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• pp.7-17
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• 2002

Recently, artificial rocks, instead of buoys, have been placed on the submerged breakwater to indicate its location. The accurate estimation of wave forces on these rocks is deemed necessary for their stability design. Characteristics of the wave force, however, are expected . to be very complicated because of the occurrence of breaking or post-breaking waves. In this regard, wave forces exerted on an artificial rock have been investigated in this paper. The maximum wave force has been found to strongly dependent on the location and shape of the artificial rock that is placed on the submerged breakwater. The plunging breaker occurs near the loading cram edge of a submerged breakwater, which cause impulsive breaking wave force on the rock. Using the Morison equation, with the velocity and acceleration at the front face of the artificial rock and varying water surface level, it is possible to estimate wave forces, even impulsive breaking wave forces, that are acting on the rock installed on a submerged breakwater. The vertical wave force is also found to depend, significantly, on the buoyant force.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2001년도 추계학술대회 논문집
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• pp.220-226
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• 2001

It is important to estimate exactly wave forces acting on various types of offshore structures under the severe environmental conditions in the ocean site. This paper presents an easy experimental method which deals with transient waves. The proposed scheme made it possible to generate breaking waves at any position in the wave tank by changing the maximum slope of the component waves. The theoretical and experimental methods were investigated by generating concentrated waves which acted on a single and multiple cylinders. The waves forces increased rapidly when the models encountered breaking waves. The theoretical results underestimates the forces due to breaking waves. Therefore, the effects due to breaking waves should be considered carefully in the design process of a structure under the influence of breaking waves.

• 한국해양공학회지
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• 제19권3호
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• pp.18-24
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• 2005

Wave overtopping is one of the most important processes for the design of seawalls. The term "wave overtopping" is used here to refer to the processes where waves hit a sloping structure run up the slope and, if the crest level of the slope is lower than the highest run up level, overtop the structure. Wave overtopping is dependent on the processes associated with breaking wave. A numerical model based on Navier-Stokes equation and the Marker-density function for predicting wave overtopping of coastal structures is developed in this paper. In order to evaluate the present model, two simulations are tested. One is overflow without waves at vertical seawall, and the other is wave overtopping at sloping seawalls.

• 한국수산과학회지
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• 제34권6호
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• pp.713-719
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• 2001

본 연구에서는 입사파의 방향성효과에 의한 방파제 제두부의 파괴모드 중 파력에 의한 사면상의 피복석 (블럭)의 파괴와 기초부 세굴에 의한 파괴의 특성을 시$\cdot$공간적으로 해석하였다. 본 연 구의 각 단계별로 얻어진 중요한 결과를 정리하면 아래와 같다. 안정성에 미치는 외력인자로서 생각되는 surf similarity parameter ${\xi}_{1/3}$와 상대파고 $H_{1/3}/h_t$,를 변화시켜 방파제 제두부에서 얻어진 파괴율 $1\%$ 이하의 초기파괴한계와 $N_{s1/3}-{\xi}_{1/3}$의 초기파괴한계로부터 직각 입사하는 경우가 피해를 많이 받는 전형적인 결과를 얻었다. 사면상의 쇄파는 제두부의 안정성에 가장 큰 영향을 주었으며, 쇄파는 유속장과 더불어 제두부 중앙부 사면상의 피복석을 파괴하는 주된 외력인자인 것으로 확인되었다. 제두부의 파괴을은 전면영역에서 중복파영역의 영향을 많이 받고, 배후면에서 파고의 영향을 많이 받았다. 기초부 세굴에 의한 파괴는 장시간의 정상흐름에 의해 일어났다. 기초부 세굴은 파랑에 의해 발달된 전면의정상파 영역의 수평류가 강한 절점 부근과 제두부에서 발생하는 정상와동류의 흐름이 강한 곳에서 발달하였다 이는 입사방향에 따라 변하며, 정상와동류의 세굴이 구조물을 연행하여 일어나는 것을 세굴깊이의 시간적 변동특성으로부터 알 수 있었다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2013년도 추계학술대회
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• pp.149-150
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• 2013

최근 외해의 파랑을 막기 위한 방파시설로 유공방파제가 다수 설치되고 있다. 일반적으로 유공방파제는 전면에 유공격실을 설치하여 유공에서 난류를 발생을 유도하여 반사파를 저감하고, 최대 파력도 저감하는 목적을 지닌다. 유공벽은 폭풍파에 직접 노출되어 있어 쇄파 발생시 충격적인 파압이 작용될 수 있어 설계 시 유의하여야 한다. 본 논문에서는 이러한 문제가 없는 공진수로를 이용한 새로운 개념의 유공방파제를 제안하고, 중요 설계변수 변화에 대하여 제안한 시스템의 반사특성을 수치적으로 모의하였다. 수치해석은 유공판을 통과하면서 발생하는 난류에 의한 에너지 소모효과를 고려할 수 있는 선형 포텐셜 이론에 기초한 Galerkin 유한요소 모델을 이용하여 수행하였다. 유공판의 유공율에 따른 반사율 변화를 살펴보았다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제12권4호
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• pp.168-180
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• 2000

In the Part I, the three dimensional model testing with NNW deep water wave direction gave the results such that the occurrence of breaking waves over the peak of Ear-Do caused very small wave height at the structure position. But the measured wave forces were rather greater than the calculated forces based on deep water wave height. Furthermore, It was also perceived that the time series of the forces looked like corresponding to the case that waves were superimposed by an unidirectional current. In the present Part II, the current is presumed to be a flow secondly induced by breaking waves, and an extensive study to clarify the current in a quantitative sense is performed through numerical analysis and hydraulic experiment. The results showed that a strong circulation can surely occur in the vicinity of the structure due to radiation stress differentials given by the breaking waves. It was also recognized that the velocity of the induced current varied with the magnitude of energy dissipation rate introduced in the numerical analysis. The numerical analysis was tuned adjusting the dissipation rate so that the calculated wave field could closely match with the experimental results of Part I. The fluid force (in prototype) for the optimal match showed approximately 2.2% increased over the calculated value based on the deep water wave height (24.6m) whereas the force corresponding to the average of the experimental values showed the increase of about 13.0%.