• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2019.11a
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• pp.153-154
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• 2019

본 연구에서는 일본 기상청(JMA)에서 제공하는 JMA-MSM (Meso-Scale Model) 바람장을 SWAN 모델에 입력자료로 적용하여 파랑전파를 모의하였다. 영역은 심해역·중간역·연안역으로 설정하였다. 산출된 모델링의 결과는 관측자료와 비교·검증하여 모델 구축에 대한 신뢰성을 확보하였다. 그리고 연안역에서 SWAN모델의 파랑스펙트럼정보를 입력조건으로 하는 SWASH모델의 영역을 구축하여 두 모델간 파랑전파양상을 비교하였다. SWAN(phase-averaged) 모델과 SWASH(phase-resolving) 모델은 지배방정식의 차이에 따라 파랑의 위상처리 방식 등의 차이가 있다. 이로 인한 연안역에서의 파랑전파양상의 차이를 비교하였다.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.21 no.5
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• pp.599-607
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• 2015

The purpose of this study is to reproduce long-term wave fields in coastal waters of Korea based on wave hind-casting modelling and discuss its applications. To validate wind data(NCEP, ECMWF, JMA-MSM), comparison of wind data was done with wave buoy data. JMA-MSM predicted wind data with high accuracy. But due to relatively longer period of ECMWF wind data as compared to that of JMA-MSM, wind data set of ECMWF(2001~2014) was used to perform wave hind-casting modelling. Results from numerical modelling were verified with the observed data of wave buoys installed by Korea Meteorological Administration(KMA) and Korea Hydrographic and Oceanographic Agency(KHOA) on offshore waters. The results agree well with observations at buoy stations, especially during the event periods such as a typhoon. Consequently, the wave data reproduced by wave hind-casting modelling was used to obtain missing data in wave observation buoys. The obtained missing data indicated underestimation of maximum wave height during the event period at some points of buoys. Reasons for such underestimation may be due to larger time interval and resolution of the input wind data, water depth and grid size etc. The methodology used in present study can be used to analyze coastal erosion data in conjunction with a wave characteristic of the event period in coastal areas. Additionally, the method can be used in the coastal disaster vulnerability assessment to generate wave points of interest.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.22 no.7
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• pp.869-875
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• 2016

The purpose of this study is to analyze the long-term wave characteristics and tendencies of coastal waters near Korea based on wave hind-casting modelling. Wave hind-casting modelling was performed with a wind data set from ECMWF (2001~2014), which provides data from 1979 to the present. The results of numerical modelling were verified with observed data collected using wave buoys installed by the Korea Meteorological Administration (KMA) and Korea Hydrographic and Oceanographic Agency (KHOA) in offshore waters. The results agreed well with observations from buoy stations, especially during event periods such as typhoons. The quantitative RMSE value was 0.5 m, which was significant. Consequently, the results of a wave tendency analysis for 14 years (2001~2014) showed an increased appearance ratio for waves of more than 2 m in height at all regional domains. The mean appearance ratio was 0.082 % per year, which implies that coastal waves have been increasing continuously. This coastal wave tendency analysis data can be used to evaluate coastal vulnerability due to recent climate change and the design of coastal erosion prevention structures.

• 어항어장
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• s.26
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• pp.45-53
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• 1994

본 연구는 유한진폭파 이론(Stokes2, 3, 5차 이론, Streamfunction파 이론)과 미소진폭파 이론(선형파이론)의 각 이론해에 의한 자유수면 변동($\eta$), 물입자수평속도(u), 전파속도(C), 파장(L) 등의 비교 분석을 통하여 각 파랑이론의 적용범위를 검증하고자 했다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2007.12a
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• pp.127-128
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• 2007

파랑이 외해로부터 연안으로 내습하면서 발생되는 파랑 변형, 즉, 굴절, 회절, 천수 그리고 쇄파 동에 의한 변형을 일으킨다. 이러한 파랑변형을 일으키는 주된 물리적 인자는 수심의 변화이지만 태풍과 같은 강한 바람이 부는 해역에서는 바람인자를 반드시 고려해야만 한다. 본 연구에서는 바람효과가 고려된, 에너지 스펙트럼 모형 (SWAN; Simulating WAve Nearshore) 을 이용한 수치실험을 수행하였다. 그리고 해석해 및 Karlsson 모형에 대한 수치 해와 비교를 통해 모델의 검증을 실시하였다. 또한 부산항 설 해역을 대상으로 태풍 매미 내습 시 입사 파랑 조건을 적용하였으며 실제 관측 치와 바람효과의 유무에 따른 수치 계산치를 비교한 결과, 바람효과를 고려한 계산결과가 실제 관측치와의 양호한 일치를 나타내었다.

• Journal of Wetlands Research
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• v.14 no.4
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• pp.439-455
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• 2012

Coupled wave induced current modeling system(WIC) was developed from combining with the nearshore spectral wave model, SWAN, the wave induced force model, WIF, and the flow model, EFDC. The reasonable results were obtained from WIC modeling system. The ratio of the wave height calculated with respect to refraction and diffraction effects over submerged spherical shoal was occurred approximately 1~5 % errors compared to Goda(2000)'s result. The radiation stress suggested by Longuet-Higgins and Stewart(1960), the stresses due to rollers in breaking waves proposed by Dally and Osiecki(1994), and Kim(2004)'s new spreading approach instead of the previous lateral mixing approach were added to calculate wave induced force. The results of the WIC modeling system show good agreement with Nishimura et al.(1985)'s laboratory measurements and better than Kim(2004)'s 2 dimensional depth averaged numerical computations for a plane beach with detached breakwater. The present flow field computed agrees reasonably well with the measured flow field. The relative merit of WIF model in WIC modeling system is unconditional stable for time increment.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.476-476
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• 2016

근래 들어 우리나라 동해안에서 이상고파라 불리는 너울성 고파가 자주 발생하여 상당한 인명 피해를 야기하는 등 사회적으로 큰 이슈가 되고 있다. 이상고파는 일반적으로 동해상에서 발달한 강한 저기압에 의해 발생한 고파가 상대적으로 주기가 긴 너울의 특성을 띄며 우리나라 연안에 도달하여 피해를 발생시키는 것으로 알려져 있으며, 연안에 해상상태가 잦아지는 상황에서 갑작스럽게 전파되어 오기 때문에 많은 인명피해가 발생하게 된다. 현재 미국 등의 해양예보 선진국들은 파랑모델을 운용하여 너울을 포함한 파랑예보를 수행하고 있으며, 해상부이 등의 다양한 파랑관측을 통해 그 성능을 향상시키고 있다. 우리나라에서도 선진 해양예보시스템을 활용하여 이상고파를 예측하고자 하는 연구의 필요성이 제기되고 있으며 정부 관련 부처를 중심으로 그에 대한 연구가 점차 진행되고 있다. 본 연구에서는 파랑모델을 활용하여 기존에 발생한 이상고파 피해사례에 대한 후측모의를 수행하고 우리나라에서 발생하는 이상고파의 발달과정을 분석하였다. 또한, 파랑모델의 후측모의 결과를 관측자료와 비교하여 모델의 성능을 검증하고 문제점을 분석하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.281-281
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• 2019

수리모형실험은 수로 내에서 장시간 파랑을 발생시킬 경우, 수로 내에 반사 파랑의 성분이 누적될 수 있어 상당한 계측 오차를 발생시킬 우려가 있어 수리모형실험 결과의 검증이 필요하다. 일반적으로 수리모형실험 결과의 검증을 위해서는 동일 실험을 무수히 반복하여 불확실성을 제거하거나 다양한 수리실험실에서 수리모형실험을 수행하고 결과를 분석하여 불확실성을 제거할 수 있다. 그러나 이는 엄청난 시간과 노력은 물론 막대한 실험비용이 소요되기 때문에 경제적으로 효용성이 매우 낮아 현실적으로 수행이 어렵다. 이에 비해 수치모형실험은 상대적으로 저렴한 비용으로 수행할 수 있으며, 다수의 실험을 수행하지 않아도 불확실성을 제거할 수 있어 수리모형실험의 검증에 효율적이다. 일반적으로 난류 거동을 동반하는 복잡한 구조물 주변의 흐름 해석에는 3차원 CFD 모형이 필요하다. 특히, 병렬연산이 가능한 CFD 모형을 활용하면 수리모형실험에서도 재현이 쉽지 않은 다양한 조건에 따른 복잡한 흐름을 해석할 수 있어 효용성이 점점 증가하고 있다. 그러나 복잡한 구조물이 존재하게 되면 구조물에 재현에 막대한 격자구조가 필요하여 현실적으로 적용이 쉽지 않다. 이에 대한 대안으로 복잡한 구조물을 비교적 큰 격자에서 재현할 수 있는 가상경계법을 활용하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 가상경계법은 Navier-Stokes 방정식에서 유체 내에 존재하는 고체를 모멘텀 이론으로 대체하여 고려하는 기법으로 수치모델링 수행 시 매질을 유체만으로 구성할 수 있어 안정적으로 적용할 수 있는 것으로 알려져 있다. 본 과업에서는 다양한 분야에서 널리 활용되고 있는 3차원 CFD 모형인 OpenFOAM®기반으로 파랑해석에 필요한 경계조건을 계산할 수 있는 olaFlow를 활용하여 복잡한 구조물을 지나는 파랑해석을 수행하기 위해 가상경계법을 olaFlow에 도입한 수치 알고리즘을 개발하였다. 개발한 수치알고리즘을 활용하여 복잡한 구조를 수치모델에서 재현하였으며, 수치모델에 적용된 수치 알고리즘의 안정성에 대해 고찰하였다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.35 no.1
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• pp.91-96
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• 2002

The present research describes the Bragg reflection of obliquely incident waves propagating over sinusoidally varying topographies. A numerical model based on the boundary element method is employed. Wave numbers providing Bragg reflection are calculated and compared to theoretical predictions. The reflection coefficients obtained from this model are also compared with those of the eigenfunction expansion method. A very good agreement is observed.

• Journal of the Korean earth science society
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• v.40 no.3
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• pp.259-271
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• 2019

A statistical downscaling method was adopted in order to establish the high-resolution wave prediction system in the East Sea coastal area. This system used forecast data from the Global Wave Watch (GWW) model, and the East Sea and Busan Coastal Wave Watch (CWW) model operated by the Korea Meteorological Administration (KMA). We used the CWW forecast data until three days and the GWW forecast data from three to seven days to implement the statistical downscaling method (inverse distance weight interpolation and conditional merge). The two-dimensional and station wave heights as well as sea surface wind speed from the high-resolution coastal prediction system were verified with statistical analysis, using an initial analysis field and oceanic observation with buoys carried out by the KMA and the Korea Hydrographic and Oceanographic Agency (KHOA). Similar to the predictive performance of the GWW and the CWW data, the system has a high predictive performance at the initial stages that decreased gradually with forecast time. As a result, during the entire prediction period, the correlation coefficient and root mean square error of the predicted wave heights improved from 0.46 and 0.34 m to 0.6 and 0.28 m before and after applying the statistical downscaling method.