• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2007년도 추계학술대회 및 제23회 정기총회
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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.

• 한국해안해양공학회지
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• 제18권1호
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• pp.84-96
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• 2006

본 논문에서는 완경사 방정식에 새로운 항을 추가하여 파의 부분 반사 및 투과 현상을 수치모의하는 방법을 제시하였다. 반투과성 방파제와 같은 해안구조물 주변의 파랑장을 계산하고자 할 때, 반사율과 투과율 정보가 수리도형실험에 의해 주어지면 간편하게 적용할 수 있는 효율적인 수치모의 방법이다. 제시된 방법의 정확성을 검증하기 위해 2차원 투과성 방파제에서의 부분 투과 및 부분 반사 조건을 만족시키는지 여부를 수치모형 실험을 통해 확인하였다. 또한 본 기법을 3차원 반무한 방파제 와 투과성 이안제에 적용시켜, 방파제에 직각 또는 경사를 갖고 진입하는 파랑에 대해 수치모의하였다. 3차원 수조의 반무한 방파제에 직각 또는 경사지게 진입하는 파랑에 의한 방파제 주위의 부분반사, 부분투과 및 회절된 파랑장의 수치모의 결과를 각각 Yu(1995)와 McIver(1999)의 해석해와 비교하여 정확성을 검증하였다. 본 기법은 사용하기 쉬우면서도 정확하고 효과적으로 투과성 방파제 주위의 파랑장을 계산할 수 있다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2009년도 추계학술대회
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• pp.129-131
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• 2009

최근 추세에 따라 수치실험은 높은 해상도와 정확도를 요구하고 있다. 일반적으로 파랑장 계산은 광역모형을 도입하고 연구영역에 대한 지형상태에 대한 분해능을 가지는 격자에 대하여 별도의 상세역의 모형을 구성하게 된다. 여기서, 세역의 입사파는 광역의 결과를 토대로 추출하게 되는데, 이 때 결과의 연속성에서 문체를 가지게 된다. 대체로 이러한 문제점을 극복하기 위하여 가변격자체계와 스펙트럼 추출 둥의 방법을 사용하게 되지만 여전히 수치적 오류는 계속되고 있는 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 최근 가장 일반적으로 사용되고 있는 SWAN모형의 Nested 모형에 대한 적용성을 확인하고자 한다. 이를 위하여 각기 다른 조석환경하에 있는 두 개의 항에 대한 실험을 실시하고 이에 대한 결과를 비교 분석하였다. 분석결과, Nested 모형으로 구성된 광역과 세역 경계에서의 추출된 값이 거의 동일한 값을 가지며 각기 다른 조석환경하에서의 결과 또한 다르지 않다는 것을 확인하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.153-168
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• 1993

파랑중을 항해하는 선박의 선체강도에 있어 선체에 작용하는 파랑하중을 정확히 추정하는 것은 매우 중요하다. 파랑하중 추정에 있어서 현재 널리 쓰이고 있는 선형스트립 이론은 배의 운동이 작은 낮은 파고에 의한 선체의 강체운동 응답에 기인한 파랑하중 계산법이다. 그러나, 대파고 파랑중에서 특히 슬래밍이 발생하게 되면 선체는 탄성체로서의 응답특성을 가지게 된다. 따라서 이런 경우 선체운동뿐만 아니라 탄성체 운동을 고려한 파랑하중 선체강도 해석법이 요구된다. 이미 본 연구자들은 이러한 배경으로 비선형 유체력이 선체에 작용할 때 선체변위로부터 파랑하중을 계산하여 선체강도를 평가하는 방법을 제안한 바 있다. 본 논문에서는 이러한 동적강도 해석법을 세가지 선종에 적용시켜 계통적인 수치계산을 수행하여 강체응답 및 파랑하중 특성을 비교, 고찰함으로써 파랑중 선체동적강도법의 기초자료를 제시하고자 한다.

• 대한조선학회지
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• 제26권2호
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• pp.49-63
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• 1989

파랑표류력은 크기에 있어서는 2차항(2nd-order)의 힘으로, 파도의 주기로 나타나는 1차항(1st-order)의 파랑강제력에 비해 미미하나, 부유체 자체의 복원력이 없는 수평방향으로 작용하므로 부유체에 대변위 표류운동을 유발한다. 특히 장주기 표류력은 계류시스템에 장주기 대변위 공진응답을 야기시킬 수 있으므로 계류시스템의 설계 및 운용에 고려되어야 할 중요한 요소이다. 본 연구에서는 이론적 연구로서 개량된 Green 적분방정식을 이용하여 3차원 특이점을 분포하는 방법으로 near field법을 택하여 장주기 파랑표류력을 계산하였으며 계산결과는 Pinkster 및 Standing의 결과와 비교하였다. 비선형파의 산란효과 고려는 Pinkster의 근사방법을 따랐다. 실험적 연구로서 반잠수식 시추선의 1/60 모형에 대해 규칙파 및 불규칙파중 표류력계측시험을 수행하였으며 실험결과는 계산치와 비교되었다. 끝으로 계측시험에 있어 계류스프링의 영향 및 장주기 표류력 계측에 있어서 실험상 문제점을 논하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2010년도 정기 학술발표대회
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• pp.63.1-63.1
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• 2010

수중구조물에 의한 파랑의 변형을 예측하기 위해 3차원 수치모형을 도입하여 수치모형 실험을 수행하였다. 본 수치모형은 Navier-Stokes 방정식을 유한차분법을 이용하여 계산하는 동수압 모형으로서, 난류의 해석을 위해서 상대적으로 큰 에디(eddy)만을 고려하는 SANS(Spatially Averaged Navier-Stokes) 방정식의 해를 구하는 LES(large-eddy-simulation) 기반의 수치모형이다. 엇갈림 격자체계에서 유한차분법을 사용하여 지배방정식을 해석하는 모형으로서 수치기법으로 Two Step projection 기법을 사용하여 SANS 방정식을 계산하였으며, Bi-CGSTAB 기법을 이용하여 Poisson 방정식의 해를 구하고 압력장을 계산하였다. 또한, 자유수면의 추적을 위하여 2차 정확도의 VOF(volume-of-fluid) 기법을 사용하였다. 먼저 선형파를 일정 수심상에서 조파시켜 해석해와 비교한 후 수중구조물이 설치된 지형에 적용하여 파랑의 변형을 수치모의하여 수리모형 실험 결과와 비교 및 분석하였다.

• 한국습지학회지
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• 제23권2호
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• pp.107-115
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• 2021

서해 개야수로 인근의 파랑전파, 해수유동, 퇴적물이동을 분석하기 위해서 각종 인공구조물 설치 전(CASE1W)과 후(CASE2W)로 분류하고, CASE1W와 CASE2W에 대한 계산결과를 비교하였다. 파랑전파에 대해서는 SWAN 수치모형을 이용하여 입사파와 반사파의 결과를 도출하였고, 해수유동에 대해서는 FLOW2DH 수치모형을 이용하여 해수유동에 따른 유속 결과를 도출하였다. SWAN 수치모형과 FLOW2DH 수치모형의 결과는 퇴적물이동을 예측하는 SEDTRAN 수치모형의 입력조건이 되어 개야수로 인근의 최대 저면전단응력과 부유사 농도분포를 계산하였다. SWAN 수치모형 계산결과, CASE2W의 경우 약 7 km 길이의 북측 도류제에 의해서 입사파가 회절 및 중첩되고, 반사파가 생성되어 개야수로 인근의 파고를 CASE1W에 비해 40~50 % 증가시켰다. FLOW2DH 수치모형 계산결과, 북방파제, 북측 도류제 및 금란도에 의해서 개야수로의 유속이 CASE1W과 대비하여 CASE2W가 10~30 % 빠르게 계산되었다. SEDTRAN 수침모형의 계산결과, 복합 파랑장(입사파, 반사파, 조석)에 따른 해양환경과 각종 인공구조물의 설치에 의해서 개야수로의 최대 저면전단응력이 1.0 N/m² 이상인 구간과 부유사농도가 80 mg/L 이상인 구간이 넓게 분포되었다는 것은 개야수로에 퇴적현상이 발생한 것이라고 판단된다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제5권4호
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• pp.307-317
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• 1993

파랑의 비선형성 및 분산을 고려한, 연안역에서의 파랑변형에 관한 연구를 수행하였다. 규칙파의 변형에 관한 수학적 모형은 비선형 ray모델에 기초하였으며, ray 및 파동장에 관한 방정식들을 수립하였다. 비선형 파동장은 수정 Korteweg-de Vries 식으로서 나타내었으며, 이에 대한 몇몇 해석 해들을 구하였다. 또한 Caustic 변형 및 감쇄효과를 수학적 모형에 포함하였다. Korteweg-de Vries 방정식에 대한 수치계산 알고리즘과 안정조건을 기술하였으며, 연안역에서의 비선헝 파랑변형 계산 결과를 제시하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제19권5호
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• pp.502-510
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• 2007

본 연구는 항만입구 부근에서 해저준설을 실시하여 Pit를 설치하였을 경우 이에 따른 항내, 항만입구 주위, 그리고 항외곽 수역에서의 파랑장에 관한 것이다. 항내 및 항외에서의 파랑장은 평면2차원으로 취급하고, 준설에 의한 Pit는 장방형의 형태로 구성한다. 본 연구에서 사용한 해는 경계적분 방정식(BIE)을 기본으로 하여 얻어진 Green 함수를 이용하여 수치계산을 실시한다. 본 연구에서는 입사각 $90^{\circ}$ 및 부분 반사 경계면을 갖는 항내 안벽으로 적용하여 그 결과를 제시한다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제32권4호
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• pp.273-283
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• 2020

2012년 서해에 내습한 태풍 볼라벤에 의해 발생한 폭풍해일과 파랑을 일본 기상청의 JMA-MSM 기상 예보 자료를 이용하여 수치모의하고, 계산된 해일고를 전국 해안의 항만에서 관측된 폭풍해일 자료와 비교하였다. 폭풍해일과 동시에 발생하는 파랑에 대해서는 해양조사원과 기상청에서 운영하는 해상 파고부이 자료와 비교하여 검증하였다. 기상자료에 따른 폭풍해일과 파랑의 특성을 파악하기 위해 미국 합동태풍경보센터인 JTWC에서 제공하는 best track을 이용하여 생성된 기압장과 바람장을 이용한 수치모의를 수행하고 비교하여 분석하였다. JMA-MSM 기상장은 지형과 선행 배경 기상장이 잘 반영되어 태풍 통과 전후의 전 기간에 걸쳐 파랑과 폭풍해일을 비교적 잘 재현한 반면, JTWC best track을 이용하여 생성된 기상장은 태풍 영향 구역이 협소하여 파랑과 해일고의 시간적 변화 등 전반적인 추세를 반영하지 못하는 등 한계가 있었다. 이 연구를 통하여 폭풍해일과 파랑을 추산하기 위해 신뢰도 높은 기상장이 필수적임을 알 수 있었다.