• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.328-328
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• 2017

해운대 해변은 한국에서 가장 유명한 해변 중 하나로 국제적으로도 널리 알려져 매년 많은 관광객을 끌어들이는 부산의 대표 관광지 중 하나이다. 그러나 근래 들어 해운대에서 이안류가 자주 발생하며 관광객들이 불안해하고 있다. 해운대 해변에서 해수욕을 즐기던 관광객들이 이안류에 휩쓸려 구조된 사례가 2013년에만 500명을 넘는 것으로 보고되고 있다. 다행히 아직까지 이 지역에서 이안류로 인한 인명사고는 보고되지 않았으나 매년 발생하는 이안류에 대한 공포로 사회적인 경각심이 고조되고 있는 실정이다. 이에 따라 해운대 이안류의 발생 메커니즘을 규명하고자 하는 연구가 꾸준히 진행되고 있으며, 이안류 사고에 대비한 경보체계 구축 등의 연구도 병행되고 있다. 해운대 이안류의 발생원인을 공학적으로 규명할 수 있다면 향후 해운대 해변의 방재대책 수립을 위한 핵심자료로 사용될 수 있으며, 타 지역에서 발생하는 이안류의 원인분석 및 대책수립을 위한 참고자료로서도 중요한 역할을 할 수 있다. 본 연구에서는 최근 국내외에서 발표된 해운대 이안류 발생원인에 대한 고찰을 기초로 해저지형으로 인한 해운대 이안류 거동의 변화를 수치모델을 활용하여 분석하였다. 널리 알려진 Boussinesq 방정식 모델인 FUNWAVE-TVD를 사용하였으며, 병렬 연산을 활용하여 수치모의 시간을 단축하였다. 해운대 이안류는 해저지형의 변화에 따라 이안류 발달 장소가 달라지긴 하였으나 전체적인 양상은 크게 변하지 않는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.468-468
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• 2016

3차원 동수역학 모델을 이용하여 연안 순환에서 발생하는 이안류의 연직 분포를 조사하였다. 이안류 흐름은 변수심 위에서 발생하는 파의 쇄파와 모멘텀 전달에 의해 발생하는 외해방향의 흐름을 의미하는 것으로 해안의 보전, 유지 및 개발 측면에서 매우 중요한 역할을 한다. 지난 수십년동안 이안류와 관련된 현상을 해석하기 위해 많은 연구들이 수행되어 왔다. 하지만 대부분의 연구들은 수심적분된 2차원 모델을 사용하거나 위상 평균된 3차원 모델을 사용하여 이안류 흐름이 발생할 시 유속의 3차원 분포나 각 종 물리량의 시간적인 변화 등을 모의하기 어려웠다. 본 연구에서는 3차원 동수역학 모델 NHWAVE (Non-Hydrostatic WAVE model)을 이용하여 이안류의 연직분포를 조사하였다. 이안류를 발생시키기 위하여 이상적인 이안류 지형을 만들었으며 여러 지점에서 연직분포를 측정하여 수심적분된 Boussinesq 모델과 비교하여 특성을 파악하였다. 수치모의 수행결과, 두 모델 모두 이안류 현상을 잘 재현하였으나 Boussinesq 모델은 수평유속의 연직방향 변화를 잘 재현하지는 못하였다. 또한, 파고가 상대적으로 큰 경우에는 3차원 모델에서는 작은 순환류가 외해 영역에서 발생하였으나 Boussinesq 모델에서는 관측하지 못하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권8호
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• pp.521-528
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• 2023

FUNWAVE 이안류 수치모의를 통해 얻은 이안류 발생정도 분포(파고-주기, 파고-조위, 파고-파향, 파고-주파수 스펙트럼 광협도, 파고-파향 스펙트럼 광협도)를 이용한 이안류 위험지수 생산 기법을 이안류 예보체계에 적용하였다. 이 기법은 관측 기반의 실시간 이안류 경보체계를 위해 개발되었으나, 관측정보를 대신하여 파랑예보 정보를 사용하므로 예보체계에 활용하였다. 2021년 해운대 해수욕장에 대하여 관측 기반으로 생산된 이안류 위험지수와 파랑예보 기반의 지수를 비교하여 그 가능성을 검토하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.1191-1201
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• 2014

이안류 안전사고의 저감을 목적으로 매년 여름 해운대 해수욕장을 대상으로 운영되고 있는 실시간 이안류 경보시스템에서 이안류의 발생정도를 생산하는 이안류 경보지수 함수를 연구하였다. 실시간 관측정보를 입력변수로 하여 이안류 발생정도를 산정하는 이안류 경보지수 함수는 Choi et al. (2013b)의 연구를 기반으로 연구가 진행되었다. 본 연구에서는 입사파의 파향과 스펙트럼의 광협도가 이안류 발생정도에 미치는 영향을 고려하므로 이안류 경보지수 함수를 개선하였다. 2012년에 운영된 해운대 파랑 관측자료와 부산조위소의 조위정보를 개선된 이안류 지수 함수에 적용하였고, CCTV를 통해 확인된 몇 차례의 이안류 발생사건에 대하여 관측결과와 적용한 결과를 비교하여 제시하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.485-492
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• 2019

본 연구진에서 개발한 항해용 X-band 레이다를 이용한 파랑 및 이안류 관측 시스템을 해운대 해수욕장에 설치하여 이안류를 관측하였다. 기존 이안류 현장관측 방법으로는 측정하기 어려운 이안류의 형태와 크기 및 유속을 X-band 레이다 영상분석을 통해 관측하였다. 본 연구에서는 시간평균한 X-band 레이다 영상으로부터 이안류 발생위치와 크기 및 형태를 자동탐지하는 알고리즘을 개발하였다. X-band 레이다 영상을 3차원 푸리에 변환하고, 도플러 유속이 포함된 분산방정식 조건으로 이안류 유속을 계산하였다. X-band 레이다 영상분석을 통한 이안류 발생위치와 유속 계산 기법은 표류부이 실험으로 검증하였다. 해운대 해수욕장 이안류 조사 결과 한번 발생한 이안류는 1~2일 동안 지속되며, 발생위치가 크게 바뀌지 않는 것이 관찰되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권10호
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• pp.843-854
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• 2022

이안류 안전사고 저감을 목적으로 운영되는 실시간 이안류 경보체계에서 위험지수를 생산하는 방법을 개선하는 연구를 수행하였다. 상기 체계는 실시간 관측정보를 기반으로 신속한 이안류 위험지수를 생산할 필요가 있기 때문에 사전 수치모의 결과(즉, 발생가능 시나리오에 따른 이안류 발생정도)를 이용한다. 본 연구에서는 기존 기법의 곡선적합 경험식을 사용하는 대신에, 다변수 함수인 이안류 발생정도를 2차원 분포(예, 파고-주기, 파고-조위, 파고-파향, 파고-주파수 스펙트럼 광협도, 파고-파향 스펙트럼 광협도)로 저장하여 사용하므로 이안류 위험지수 생산 기법을 개선하였다. 2021년에 운영된 해운대 파랑 관측자료와 부산조위소의 조위정보를 개선된 방법에 적용하였고, CCTV를 통해 확인된 몇 차례의 이안류 발생사건에 대하여 관측정보와 적용한 결과를 비교하여 제시하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권2호
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• pp.205-218
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• 2013

Boussinesq 모형인 FUNWAVE를 사용한 수치모의 결과를 바탕으로, 파고, 주기, 파향 및 조위와 같은 파랑특성 변수에 따라 해운대 이안류의 발생가능 정도를 추정하였다. 2011년 6월 12일에 발생한 이안류를 수치모의하여 이안류 발생 가능정도를 확인함으로써 정량화 기법을 제시한다. 이 이안류 발생정도의 정량화 기법은 다음의 절차를 따른다. 첫째로, 광범위하게 파고, 주기, 파향, 조위를 변화시키며 불규칙파를 해운대 수심지형에 적용하여 해운대 연안흐름을 수치모의 하였다. 둘째로, 이 수치모의 결과로부터 연안의 직각방향(cross shore direction)의 2주기 시간평균된 유속성분을 추출하고, 연안영역에 대하여 이 유속값의 심해방향 최대값을 그 영역의 '이안류 유속'으로 정의하였다. 셋째로, 전체 수치모의 시간에 대한 '이안류 유속' 시계열이 임의의 위험유속을 초과한 시간의 비를 위험 이안류 발생 가능 정도로 정의하여 정량화하였다. 추정된 이안류 발생정도에 따른 분석으로부터, 파고가 클수록, 주기가 길수록, 조위가 낮을수록 이안류가 더 잘 발생하는 것으로 나타났으며, 파향은 남동쪽보다 남서쪽 파향에서 조금 더 이안류가 잘 발생하는 것으로 나타났다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2016년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.437-438
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• 2016

3차원 수치모형을 이용하여 이안류 흐름을 재현하였다. 이안류 흐름이란 지형의 변화 또는 다방향 입사파의 영향으로 연안지역에서 외해방향으로 흐르는 흐름을 의미한다. 이러한 흐름은 그 발생원인이 다양하여 정교한 수치모의를 수행하여야 하나 지금까지는 주로 수심적분된 이차원 모형을 이용하여 연구가 수행되었다. 본 연구에서는 N-S방정식을 직접 수치모의하는 3차원 모형을 이용하여 이안류를 재현하고 그 현상을 분석해보았다.

• 한국재난정보학회:학술대회논문집
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• 한국재난정보학회 2015년 정기학술대회
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• pp.246-249
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• 2015

본 연구에서는 해운대 해수욕장 연안정비사업 전후의 지형변화에 따른 이안류 발생 변화에 대해 분석하였다. 본 연구에서는 Matlab GUI (Graphical User Interface)로 개발한 HAECUM (HAE(海) Current Model)을 통하여 해운대 해수욕장의 해빈류를 모의 하였다. 분석에 사용된 데이터는 이상적인 경우와 실제 이안류가 발생한 상황에 대해 각각 적용하였으며, 상호비교의 효율성을 위하여 해빈류 장미도를 통해 비교 분석 하였다. 본 연구를 통해 해운대 해수욕장의 연안정비사업에 따른 해빈류 및 이안류에 대한 상관성 도출하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권4B호
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• pp.243-251
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• 2012

국립해양조사원의 해운대 부이로 부터 관측된 자료와 CCTV 영상자료를 분석하고 수치실험을 수행하여 해운대 해변에서 발생하는 이안류의 특성을 연구하였다. CCTV 영상자료를 분석한 결과로 부터 이안류가 발생할 때 규칙파에 가깝고 진행방향이 약간 다른 파랑이 중첩되어 입사되고 있는 것을 관찰할 수 있었으며, 부이 관측자료의 웨이브릿 분석으로부터 한 주기에 파랑에너지가 집중된 협대역 스펙트럼을 확인할 수 있었다. 이로부터 이미 알려진 이안류 발생 메커니즘가운데 하나인 벌집구조의 절점선 영역을 통한 이안류의 발생이 해운대 이안류의 주요한 발생 메커니즘임을 추론할 수 있었다. 이러한 이안류 발생 메커니즘은 다음과 같이 설명할 수 있다. 진행방향이 약간 다른 규칙파가 해안으로 전파될 때 서로 중첩되어 비선형 상호작용으로 파봉선이 벌집구조 형상으로 변형된다. 여기서, 파고가 영(zero)인 절점선이 해안선에서 외해방향으로 발달하게 된다. 파고가 상대적으로 작은 이 절점선 영역을 향하여 연안류의 질량수송이 집중되며 일시에 외해로 이안류를 발생시키게 된다. 벌집구조 파봉형상 입사파에 의한 이안류 발생을 재현하기 위해 완전 비선형 Boussinesq 방정식 모형을 이용해 수치모의를 수행하였다. 이 수치모의로부터 진행방향이 서로 다르므로, 그리고 일방향 파랑이 수중천퇴에 의하여 변형되므로 발생된 벌집구조 현상에 의하여 이안류가 잘 발생함을 확인하였다.