• 대한토목학회논문집
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• 제40권6호
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• pp.593-601
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• 2020

콘크리트블록으로 피복된 불투과형 수중구조물을 대상으로 파랑의 전파현상을 검토하기 위해 2차원 수리실험을 수행하였다. 수리실험은 수중구조물의 서로 다른 상대여유수심, 상대여유고, 상대상단폭 및 파형경사 등을 적용하여 수행되었다. 수리실험결과를 이용하여 불투과형 수중구조물에 대한 파고전달계수 산정식을 제안하였다. 제안된 경험식은 불투과형 수중구조물의 파고전달계수를 충분한 정도로 예측함을 확인하였으며, 기존 경험식을 개선하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.484-484
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• 2023

지진해일은 해저지진, 화산활동, 해저 산사태 등에 의해 발생되는 장주기 파랑이다. 지진해일은 발생빈도가 낮지만, 한번 발생하면 많은 에너지가 연안으로 유입되어 인명 및 재산피해를 야기 시킬 수 있다. 따라서, 과거 수십년동안 지진해일에 대한 연구는 지진해일의 역학관계를 이해하고, 이를 바탕으로 한 수치모델 개발에 초점을 두어 연구가 진행되어 왔다. 더욱이, 지진해일 실험적 연구는 많은 경제적 비용을 지불해야 하기에 수치모델개발 연구가 더욱 중점적으로 수행되어 왔다. 지리학적으로 우리나라는 지진해일에 안전하지 못하다. 하나의 예로, 1983년 5월 26일, 일본 서해안에서 발생한 지진해일은 동해로 전파되어 동해안 지역에 커다란 피해를 야기시켰다. 이 당시, 강원도삼척시 원덕읍에 위치한 임원항에서는 2명의 사상자와 2명의 부상자가 발생하였고, 당시 금액으로 약3억원의 재산피해가 발생하였다. 이 연구는 인공지능 기법 중 하나인 인공신경망을 이용하여 인명과 재산피해가 발생한 임원항에서 최대지진해일고를 예측하고자 하였다. 지진해일 수치모델은 뛰어난 정확도를 나타내는 반면, 결과를 산출하는데 상당한 시간을 필요로 한다. 이에 반해, 인공신경망은 수치모델과 유사한 정확도 및 결과를 신속하게 제공할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 지진해일 인공신경망 모델 개발은 지진의 단층파라미터를 바탕으로 작성된 지진해일의 시나리오를 토대로 연구가 진행되었고, 우리나라 동해에 위치한 외해 관측 지점의 지진해일고 자료를 통해, 임원항에서의 최대 지진해일고가 예측되도록 개발되었다. 이를 위하여, 인공신경망의 학습 및 검증 과정을 수행하였고, 향후 발생 가능한 다양한 지진해일에 대해 평가함으로써, 인공신경망 모델의 예측성능을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권6B호
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• pp.691-696
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• 2008

본 연구에서는 자유수면 흐름에 적용할 수 있는 연직방향에 대해 좌표변환된 3차원 동수압 모형을 제시하였다. 제시한 모형은 자유수면과 동수압의 해석을 위하여, 2중 예측-수정(double predictor-corrector)방법을 적용하였다. 본 연구에서는 정확한 동역학적 경계조건(자유수면에서의 압력은 0인 조건)을 적용하는 방법을 검토하였고, 이 경계조건은 기존에 개발된 모형에 미소한 수정을 통하여 적용 가능함을 보여주었다. 본 연구에서 제시한 모형과 기존 모형의 계산결과를 비교하였을 때 동역학적 경계조건의 정확한 적용이 매우 중요함을 알 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권4B호
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• pp.405-412
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• 2006

본 연구에서는 직립벽을 따른 규칙파의 연파특성을 평면수조를 이용한 수리실험과 포물형근사식을 이용한 수치해석을 통해 검토하였다. 본 연구는 파랑의 비선형성이 연파의 전파특성에 미치는 영향을 검토하는 것으로서 수리실험결과와 수치해석 결과가 잘 일치함을 알 수 있었다. 본 연구로부터 입사각이 작아지고 입사파의 비선형성이 증가할수록 연파의 파고는 감소하고, 연파의 폭은 증가함을 알 수 있었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제26권3호
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• pp.131-139
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• 2014

주기가 약 1~3분인 외중력파는 항만 내의 계류선박의 거동해석 및 연안 표사이동 해석에 직접적인 영향을 미치는 인자이다. 먼 바다의 유의미한 외중력파가 항만으로 전파되어 증폭될 경우 대형선박의 하역작업을 중단시켜 경제적인 손실을 유발할 수 있다. 본 연구에서는 포항신항의 항외 및 항내에서 약 5년 동안 동시 관측한 파랑 자료에 대한 통계분석 및 전달함수를 사용하여 항만 외부로부터 내부로의 외중력파 전파특성을 분석하였다. 전파 특성분석은 외중력파의 파고가 0.1 m 이상이 되는 사상만을 이용하였다. 통계적인 특성분석 결과, 항만 내부의 파고분포는 외부와 유사한 반면 주기분포는 항만 외부보다 분산이 컸다. 전달함수의 매개변수는 각각의 사상에 대하여 최적 추정하였다. 항만 내부의 파고 추정 평균 RMS 오차는 0.013 m 수준이었다. 추정 매개변수는 외중력파의 파고, 주기 및 파향의 선형조합 정보와 강한 상관관계가 있었다(R = 0.95). 본 연구에서 제안한 전달함수는 사전 예측된 외중력파 정보를 이용하여 항만 내부의 외중력파 정보를 빠르고 간단하게 추정할 수 있으므로 예상하지 못한 항만이용 제한에 따른 피해를 저감할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제18권4호
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• pp.329-337
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• 2006

삼천포 화력발전소에서 냉각수로 이용되고 방류되는 해수를 이용한 소수력 발전소가 삼천포 해역에 건설되고 있다. 본 연구에서는 소수력 발전소가 건설되는 지점, 즉 방류수로 및 방류해역의 흐름을 관측하고 흐름특성을 분석하였다. 방류수로의 흐름은 냉각수 방류량에 의한 영향이 지배적이며, 공간적으로는 냉각수가 합류되는 Weir 상류구간, 합류된 냉각수가 방류수로를 통하여 배출되는 Weir 하류구간, 방류해역으로 구분할 수 있다. Weir 상류 지점은 측면에서 유입되는 냉각수로 인하여 유량이 점차 증가하나, 수로의 폭이 증가하기 때문에 수위 변화가 미미한 지역이며, Weir 하류지점은 월류된 냉각수가 사류(super-critical flow)구간을 거쳐서 수리학적 도약으로 인한 강한 연직방향의 요동을 보이며 방류해역으로 이동하는 구간이다. 한편, 방류수에 의한 영향으로 외해방향으로의 해수흐름이 형성되나 유속은 조위의 승강운동에 크게 영향을 받는 것으로 파악되었다. 또한, 방류해역의 조위는 통영 검조소에 비하여 평균조차는 약 10% 크게 나타나고 있으며, 파랑전파에 의한 영향은 미미한 정도로 파악되었다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제10권2호
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• pp.55-63
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• 1998

최근 몇몇 연구자들이 서로 다른 방법을 이용하여 수정 완경사방정식을 개발하였는데, 이는, Berkhoff 의 완경사방정석과 비교해 볼 때, 바닥 경사의 제곱 및 바닥 곡율에 비례하는 항들을 추가로 포함하고 있다. 이 식을 검토한 결과, 천이해역에서는 두 항들이 다같이 중요하지만, 천해에서는 바닥 경사 제곱항의 영향은 중요한 반면 바닥 곡률항의 영향은 작아짐을 보였다. 이 항들의 중요성을 좀더 면밀히 검토하기 위하여, 일정 사면, 비일정사면 및 주기성을 갖는 물결진 바닥으로부터의 파의 반사 문제에 대하여 수정 완경사방정식과 Berkhoff의 완경사방정식을 적용하였다. 바닥 경사만을 생각할 때, 완경사방정식이 지금까지 그 적용 한계로 알려져 왔던 1:3보다 더급한 1:1의 경사까지 정확한 결과를 나타냄을 보였다. 또한, 비교적 변화가 적은 해저면 위에서의 파의 전파를 모의할 때는 바닥 곡률항만이 중요한 역할을 하지만, 바닥 경사가 작지 않은 경우에는 보다 정확한 결과를 얻기 위하여 바닥 경사의 제곱항도 포함시켜야 함을 보였다.

• 한국지구과학회지
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• 제44권1호
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• pp.1-12
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• 2023

해양의 파랑은 지구온난화 및 기후변화의 중요한 지표 중 하나로 인식되고 있다. 기후변화와 동아시아 몬순의 영향을 직접적으로 받는 황해 및 동중국해역에서의 유의파고 및 파향의 시공간 변동성 연구가 필요하다. 본 연구에서는 유럽중기예보센터(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts; ECMWF)에서 제공하고 있는 5세대 모델 재분석장 (ECMWF Reanalysis 5, ERA5) 자료를 활용하여 황해 및 동중국해역에서의 유의파고와 파향의 공간분포와 계절 및 경년변동을 포함하는 시공간 변동성을 분석하였다. 모델 재분석자료를 활용한 유의파고와 파향의 변동성 분석에 앞서 이어도 해양과학기지 관측 자료와의 비교를 통하여 정확도를 검증하였다. 평균 유의파고는 0.3-1.6 m의 범위를 보였으며 북쪽에 비해 남쪽이 높고 연안에 비해 황해 중심부에서 높은 공간분포 특성을 보였다. 유의파고의 표준편차 또한 평균과 유사한 양상을 나타내었다. 황해에서 유의파고와 파향은 뚜렷한 계절변동성을 보였다. 유의파고의 경우 전반적으로 겨울철에 가장 높았으며 늦봄 또는 초여름에 가장 낮았다. 파향은 계절풍의 영향으로 겨울철에는 주로 남쪽으로 전파되었으며 여름철에는 북쪽으로 전파되는 특성이 나타났다. 유의파고의 계절변동은 여름철 태풍 등의 영향으로 해마다 연 진폭의 큰 변화를 가진 강한 경년변동성을 보였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제15권3호
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• pp.190-195
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• 2003

연안 및 해안에서 발생하는 파랑변형, 조석 전파, 부유사 이동 및 확산 현상 등을 예측하기 위해서는 수치모형이 주로 사용된다 대표적인 수치모형 기법으로는 유한차분법 및 유한요소법이 있다. 유한차분법을 사용하는 경우에는 관심영역의 각 격자점에서 유한차분 방정식을 풀어야하므로, 격자망 및 경계조건 등이 설정되어야 한다. 유한차분용 격자망은 유한요소법과는 달리 격자망이 간단하지만, 지형이 복잡한 경우에 편리하게 사용 할 수 있는 격자정보 생성기법이 별로 개발되어 있지 않다. 또한, 상업용으로 많이 개발되어 있는 프로그램도 대부분 유한요소법에 근거한 수치모형에서 사용하는 격자생성을 목적으로 하고 있다. 본 연구에서는 디지타이저(Summagrid IV 기종)를 사용하여 유한차분모형을 위한 동일한 간격의 직사각형 격자 수심자료를 만드는 세부과정을 자료로 소개하고자 한다. 필요한 프로그램은 Golden Software사의 Didger(dititiger 지원 S/W)와 Surfer(gridding & contouring S/W)로서, 비교적 간단하게 정확한 수심 자료를 얻을 수 있으며, 임의의 지점 떠는 영역에 제시된 정보로부터 필요한 직사각형 격자정보를 추출하는 방법에 적용이 가능하다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.211-221
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• 2022

파의 처오름높이는 제방, 호안 및 방파제와 같은 해안 구조물의 설계에 영향을 미치는 가장 중요한 매개변수 중 하나이다. 본 연구에서는 비정수압 수치모형인 SWASH(Zijlema et al., 2011)를 이용해 고정된 수중 및 부유식 사각형 구조물에 의한 고립파의 처오름높이 저감 효과를 분석하였다. SWASH 수치모형이 고립파의 전파, 쇄파 및 처오름현상을 매우 잘 재현하는 것을 확인하였다. 또한 수중 및 부유식 사각형 구조물에 의한 고립파의 파랑변형을 잘 재현하는 것을 확인하였다. 마지막으로 수중 및 부유식 사각형 구조물의 처오름높이 저감 효과를 검토하였다. 부유식 구조물의 에너지 감쇠효과는 수중 구조물보다 크고, 처오름높이 저감에 더 효과적인 것으로 나타났다.