• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.142-146
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• 2017

지진해일의 수리특성을 분석하기 위하여 유사한 파형특성을 가진 고립파를 많이 이용하고 있다. 그러나 고립파의 근사파형은 실제 지진해일에 비해 상당히 좁은 파형분포를 가지고 있다. 이에 수치모의에서는 기존의 고립파 근사식을 개량하여 고립파형의 지진해일을 수치적으로 생성하고 있다. 본 연구에서는 지진해일의 파형분포에 따른 월파특성을 수치적으로 조사하기 위하여 개량된 고립파 근사식을 2차원 N-S solver에서 적용하였다. 이것에 기초하여 수치파동수조에 직립호안과 그 배후에는 월파수조를 설치하고, 지진해일 월파량을 측정하였다. 수치해석결과로부터 직립호안 주변의 공간파형과 마루 위의 유속분포로부터 파형분포에 따른 월파현상을 분석할 수 있었다. 또한 기존 고립파 근사이론 대비 개량된 고립파의 체적비에 따른 월파량 변화를 정량적으로 조사하였다. 그 결과 지진해일의 체적비가 증가할수록 월파량이 거의 선형적으로 증가하는 경향을 나타내었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.83-83
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• 2022

여러 분야의 연구자들이 지진해일의 위험에 대한 경각심을 가지고, 지진해일의 발생, 전파 그리고 수리현상을 해석하기 위해 많은 노력을 기울이고 있다. 해안지역에서 직접적인 피해를 입히는 지진해일의 충격파, 처오름, 월파, 침수 등에 관한 연구에 유사한 파형 특성을 가진 고립파를 많이 사용한다. 고립파는 비선형성과 분산이 균형을 이루는 가정에서 Korteweg-de Vries(KdV) 방정식을 만족하는 안정적인 이론파이다. 고립파의 파형분포는 수심에 의해 결정되고, 일정 수심 이상에서는 지진해일을 대신해 사용할 수 있다. 그러나 수심이 낮은 천해에서는 주기와 파장이 비현실적으로 짧아짐으로 지진해일을 대신하기에는 무리가 있다. 본 연구에서는 지진해일의 처오름 특성을 분석하기 위한 1:20 불투과성 경사면이 포함된 수치파동수조를 구성한다. 먼저, 일본 NOWPHAS(Nationwide Ocean Wave information network for Ports and HArbourS)의 관측자료를 이용하여 2011 동일본 지진해일과 고립파의 파형분포를 비교한다. 그리고 다양한 파형의 지진해일 생성할 수 있게 개발된 조파방법을 수치파동수조에 도입하여 수치해석을 수행한다. 수치해석결과, 지진해일의 처오름 높이가 고립파에 비해 최대 1.8배, 최소 1.13배, 평균 1.56배 증가한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권8호
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• pp.643-654
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• 2018

수치파동수조에서 안정적인 지진해일을 조파하기 위하여 2차원 수치모델(LES-WASS-2D)에 다양한 파형의 지진해일을 고려할 수 있는 무반사 조파시스템을 도입하였다. 기존 실험에서 측정한 호안주변의 지진해일의 시 공간 파형들과 비교하여 수치계산결과가 높은 정확도를 나타내었다. 이로써 본 연구에서 적용한 수치모델이 지진해일 월파모의에 있어서 적합하다는 것을 보여주었다. 지진해일 월파모의결과로부터 지진해일 체적비와 파고와 수심비에 따른 월퍄량, 침수거리를 고찰하였다. 지진해일의 파형이 넓을수록 월파량이 선형적으로 증가하였으며, 침수거리 또한 증가하였다. 그러므로 고립파 근사이론을 지진해일의 월파 및 침수모의에 적용할 경우, 실제 지진해일보다 수리특성이 과소평가 될 우려가 크다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.57-57
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• 2011

지진해일은 진행속도가 빠르고 파장이 길며 파형의 변화 없이 먼 거리를 진행 할 수 있어 주변지역은 물론 멀리 떨어진 지역에도 심한 범람피해를 야기시킨다. 지진해일의 일반적인 특징으로 장파와 단파가 합성되어 있고 먼 거리를 전파할 경우 분산효과의 역할이 중요하게 된다. 특히 우리나라의 동해안에 영향을 주는 지진해일은 단주기파 성분이 강하고 파장에 비해 먼 거리를 전파하기에 분산을 고려하는 선형 Boussinesq 방정식을 지배방정식으로 사용하는 것이 바람직하다. 하지만 지금까지의 지진해일 전파모의를 위한 모형은 선형 Boussinesq 방정식의 복잡한 계산과 계산시간이 길다는 단점 때문에 선형 천수방정식을 지배방정식으로 사용하고 분산효과는 수치분산을 이용하여 고려해왔다. 지진해일 해석 시 일반적으로 사용되어 오던 기존의 leap-frog 유한차분 모형(Imamura et al., 1988; 조용식, 1996)은 지배방정식으로 선형 천수방정식을 사용하고 파의 분산효과는 수치분산을 이용하여 고려하므로 정해진 시간 간격에 대해 수심에 따라 격자 간격을 적절히 선택해야 하는데 수심이 복잡하게 변하는 경우 격자간격 조정이 불가능하여 분산효과를 정도 높게 고려할 수 없다. 이 문제점을 해결하기 위하여 윤성범 등(2004)은 파동방정식의 인위적인 분산항을 이용하여 Boussinesq 방정식의 분산효과를 고려할 수 있는 능동적인 분산보정기법을 제안하였고 Cho et al.(2007)는 일정한 수심에서 수치적인 분산오차가 Boussinesq 방정식의 물리적인 분산항을 대체하도록 수심, 격자 간격 및 계산 시간 간격 사이의 관계식을 유도하고 Boussinesq 방정식의 분산항과 일치하는 수치분산을 이용하여 실용적인 분산보정기법을 개발하였다. 이에 Ahn(2010)은 현재 컴퓨터의 계산 능력이 향상되어 선형 Boussinesq 방정식을 직접 차분하여 계산하는데 무리가 없다고 판단하여 선형 Boussinesq 방정식을 직접 차분한 모형을 개발하였다. 본 연구에서는 기존의 원해 지진해일 전파모의에 이용되어왔던 선형 천수방정식에 수치분산을 고려한 모형 대신 선형 Boussinesq 방정식의 유한차분 모형을 제안하였으며 기존의 선형 Boussinesq 방정식 모형의 격자와 수심간의 제약을 없애기 위해 차분 기법을 달리 한 2차 정확도의 유한차분 모형을 제안하였다. 검증을 위하여 선형 Boussinesq 방정식의 해석해(Carrier, 1991)와 비교하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.160-167
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• 2021

단층파괴에 의한 해저지형변화는 공간적으로 시간차를 가진다. 특정 지점에서 파괴가 발생하면 이웃지점으로 단층파괴가 전파하면서 시간차에 따른 단층파괴가 발생하며, 단층파괴시 연직방향으로 상승하면서 지진해일을 야기한다. 해저 지형의 상승속도는 지진해일 초기파형에 영향을 주며 결과적으로 지진해일의 도달시간 및 크기에 영향을 준다. 본 연구에서는 단층파괴에 의한 해저 지형의 수평적 및 수직적 변화를 능동적 및 동적으로 고려하여 지진해일의 생성 및 전파를 모의할 수 있는 수치모형을 개발하였다. 모델의 검증을 위하여 2011년 동일본대지진에 대해 적용하였으며 기존의 수동적 및 정적 모형에 비해 정확성이 개선되는 것을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.526-526
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• 2016

고립파는 다른 파들과는 달리 파고만 주어지면 파형이 결정되고 변형 없이 장거리를 전파시켜 처오름높이를 가장 잘 재현할 수 있기 때문에 지진해일의 많은 연구에서 입사파로 사용되어 왔다. 본 연구에서는 한양대학교 수리학 및 해안공학 연구실에서 보유중인 서보-피스톤 타입 조파기로 고립파를 발생시켜 2차원 조파수조 내부에 설치되어있는 동해안 경사모형에서 각 수심 및 상대파고에 따른 고립파의 처오름높이 측정실험을 수행하였다. 다수의 파고계를 이용하여 각 구역에서 수심 및 상대파고에 따른 고립파의 파형을 측정하였고, 경사면에서 처오름높이 분포의 최대와 최소, 평균값을 측정하였다. 측정된 실험결과를 바탕으로 동해안에서의 고립파 처오름높이에 대해서 서술하였다.

• 지질공학
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• 제16권2호
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• pp.171-178
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• 2006

현재 한국의 지진 관측은 1905년도에 시작된 이후로 계속적인 지진 관측망 확충과 새로운 장비의 도입으로 선진국 못지않은 장비를 보유하고 있지만, 지진의 관측과 분석에 있어서는 그 수준이 미흡한 것이 실이다. 특히, 동해안 지진원인자 분석에 있어서 시간이 많이 소요되기 때문에 지진 정보나 지진 해일 경보를 발령하는데 어려움이 있다. 이번 연구에서는 일본에서 사용하는 지진 관측망(JMA), 한국 지진 관측망(KMA), 그리고 국제 관측망(IRIS) 지진 관측소의 파형 포맷을 하나의 공통 파형 포맷으로 변환 합성하고 공유 분석 프로그램인 FESNET(극동 지진 관측망 분석 체계)를 구축하여 2004년 5월 29일과 6월 1일에 발생한 울진 지진과, 2005년 3월 20일에 발생한 일본 후쿠오카 지진의 분석에 응용하였다. 분석결과 어느 한쪽 관측망(KMA, JMA)을 사용하는 것보다 이들 모든 관측망을 활용하는 FESNET을 이용할 때 더 좋은 결과를 얻을 수 있다는 것을 말 수 있다.

• 한국해양공학회지
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• 제33권1호
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• pp.76-84
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• 2019

For decades, solitary waves have commonly been used to simulate tsunami conditions in numerical studies. However, the main component of a tsunami waveform acts at completely different spatial and temporal distributions than a solitary waveform. Thus, this study applied a 2-D numerical wave tank that included a non-reflected tsunami generation system based on Navier-Stokes equations (LES-WASS-2D) to directly simulate the run-up of a tsunami-like solitary wave on a slope. First, the waveform and velocity due to the virtual depth factor were applied to the numerical wave tank to generate a tsunami, which made it possible to generate the wide waveform of a tsunami, which was not reproduced with the existing solitary wave approximation theory. Then, to validate the applied numerical model, the validity and effectiveness of the numerical wave tank were verified by comparing the results with the results of a laboratory experiment on a tsunami run-up on a smooth impermeable 1:19.85 slope. Using the numerical results, the run-up characteristics due to a tsunami-like solitary wave on an impermeable slope were also discussed in relation to the volume ratio. The maximum run-up heights increased with the ratio of the tsunami waveform. Therefore, the tsunami run-up is highly likely to be underestimated compared to a real tsunami if the solitary wave of the approximation theory is applied in a tsunami simulation in a coastal region.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제32권4호
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• pp.223-229
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• 2020

시간차를 지닌 단층파괴 활동은 지진해일의 초기파형 생성에 영향을 끼치며, 이로 인해 해안에서의 처오름 높이에도 변화를 준다. 이러한 단층파괴 활동이 처오름 높이에 미치는 영향을 검토하기 위하여 일본 서해역에 다수의 가상 단층파괴를 가정하여 수치모의를 수행하였다. 소단층들이 해안선에 평행하게 위치한 경우에는 시간차를 지닌 단층파괴가 처오름 높이에 미치는 영향은 미미했으나, 해안선에 수직으로 위치해 있는 경우에는 초기파형의 중첩효과가 두드러지게 발생하여 해안선에서 처오름 높이가 증가하였다.

• 대한지질공학회:학술대회논문집
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• 대한지질공학회 2005년도 정기총회 및 학술발표회
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• pp.107-110
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• 2005

현재 한국의 지진 관측은 1905년도에 시작된 이후로 계속적인 지진 관측망 확충과 새로운 장비의 도입으로 선진국 못지않은 장비를 보유하고 있지만, 지진의 관측과 분석에 있어서는 그 수준이 미흡한 것이 현실이다. 특히, 동해안 지진원 인자 분석에 있어서 시간이 많이 소요되기 때문에 지진 경보나 지진 해일 경보를 발령하는데 어려움이 있다. 이번 연구에서는 일본에서 사용하는 지진 관측망, 한국 지진 관측망(KMA), 그리고 국제 관측망(IRIS) 지진 관측소(4개소)의 파형 포맷을 하나의 공통 파형 포맷으로 변환 ${\cdot}$합성하고 공유 분석 프로그램인 FESNET(극동 지진 관측망 분석 체계)를 구축하여 2004년 5월 29일 울진 지진과 2005년 3월 20일 일본 후쿠오카 지진의 분석을 행하였다.