• 한국해안해양공학회지
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• 제11권1호
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• pp.1-6
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• 1999

해안 및 해양에 설치되어 있는 해저관로는 원유, 가스, 물과 이들의 혼합된 유체들을 전달하기 위한 수단으로 사용되고 있다. 관로 내부 유체의 열과 압력 차이는 해저관로의 팽찰을 야기시킨다. 해전관로 팽창은 관로와 연결되는 구조물들에 응력을 유발시킨다. 작용 응력이 연결 부재의 항복점을 초과하거나 전체 시스템의 허용변형을 초과할 경우 구조물에 손상이 발생된다. 해안 및 해양에 설치되는 해저관로는 주로 위험 물질이나 유독 유체를 포함하기 때문에 만약 이런 유체의 유출이 발생될 경우 인명 피해는 물론 큰 경제적 손실을 가져온다. 비록 해저관로는 시간적/공간적 제약 없이 유체를 전달할 수 있지만, 이런 관로 설계시 안전하게 그 기능을 수행할 수 있도록 고려되어야 한다. 본 논문에서는 해저관로의 열변형 해석에 사용되는 여러 개의 이론을 조사하였고, 관로의 요소들이 관로 팽창에 미치는 영향에 대해 조사하였다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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• pp.129-133
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• 2002

곡선 구간에 복합 해저관로를 설치하기 위해서는 한 개의 관로를 설치하는데 필요한 설계 및 장치보다 더 많은 상황들을 고려해야 한다. 본 논문은 두 개의 복합 해저관로를 설치하는데 필요한 각종 설치 설계 및 장치 설계를 비롯하여 개발된 특수 장치들을 소개한다. 두 개의 해저관로의 외경은 30 inch, 두께는 17.5 mm, 콘크리트 코팅은 70mm이고 3.007km의 노선 중 약 1km가 곡선 구간이다. 최대 수심은 34m이고 약 7.5m의 조수간만의 차를 갖고 있는 지역이다. 해저 곡선구간에는 18개의 해저 가이드 파일을 설치하여 곡선부에서 요구되는 반경을 확보하였다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2000년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.13-17
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• 2000

해저관로가 노출되어 있을 경우 파도와 조류 등에 의한 외적 하중으로부터 안정적이어야 한다. 트랜치 구간 내의 해저관로에 작용하는 유체 입자의 속도와 가속도는 해저면과 비교하여 볼 때 현저히 감소하므로 감쇄 계수를 사용하여 트랜치 구간 내에 설치되는 해저관로의 안정성을 해석한다. 그러나, 다양한 트랜치 구간의 깊이와 기울기에 대한 감쇄 계수에 대해 많은 자료가 부족하여 실제 설계에는 한정된 계수들이 이용된다. 본 논문에서는 다양한 깊이와 기울기를 가진 트랜치 구간의 실험 모형을 제작하여 회류 수조에서 P.I.V(입자 영상 속도계) 기법을 이용하여 여러 속도에 대하여 실험을 수행하였다. 다양한 트랜치 구간 내의 실린더 주변의 유동 특성과 유체 입자의 수평 속도를 측정하여 항력 감쇄 계수를 산출해 냈으며 실제 해양 공사에서 적용 가능한 안정성 해석 기준을 제시하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제15권3호
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• pp.176-185
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• 2003

해저관로가 사용 기간동안 안정적으로 그 기능을 다하도록 하기 위해서는 설계 시 국부세굴의 가능성을 주의 깊게 살펴보아야 한다. 관로가 침식성 해저바닥 위에 놓여지면 세굴이 일어나고 관로가 밑으로 쳐져서 팽팽하게 된다. 이로 인해 해저관로의 부분 흑은 전체가 파괴된다면 막대한 복구비용이 소요될 뿐만 아니라 해양오염을 초래할 수도 있다 본 논문에서는 실험을 통해서 해저관로 주변의 세굴특성을 알아보았다. 일정경사면 을 갖는 모형해빈상에 모형관로를 설치하고 파형경사를 달리해 가면서 실험을 수행하였다. 그리고 실험결과로부터 얻은 데이터를 이용하여 분석에 필요한 매개변수 값들을 산정 하였다. 상대세굴심과 KC수, 수정 Ursell수와의 상관관계를 분석하여, 국부세굴심에 대한 경험식을 제시하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.75-82
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• 1999

일반 해양 구조물이나 해저면에 설치되는 해저 관로는 외력에 의한 변형이 발생된다. 구조물 형상이 복잡하거나, 구성 요소의 개수가 많을 경우 응력해석 시 많은 초기값이 필요하고 해석 시간 또는 장 시간 소요된다. 해양 구조물에 작용하는 대표적인 외력은 파도, 조류, 바람이고 이런 외력은 구조물의 사용 기간(operation life)동안 계속적으로 작용하기 때문에 구조물의 변형율은 항상 허용치 안에서 발생되도록 설계되어야 한다. 허용 변형은 탄성범위 내에 존재해야 하며, 비교적 큰 변형을 일으키는 구조물이나 해저파이프라인의 응력해석을 수치적으로 접근하는 방법을 고찰하였다. 평행상태의 하중 벡터값만 직각 좌표계에서 인트린직(intrinsic) 좌료로 변환시킬 때 변형이 발생함으로, 본 논문에서 소개하는 이차 요소(quadratic element)방법을 사용할 경우 수치해석 시 많은 장점이 있다는 것을 보여준다. 본 방법을 도입함으로써 비교적 큰 변형이 발생되는 구조물 해석 시 일반 수치해석 방법과 그 결과는 같으나 해석 시간을 단축시킬 수 있다는 장점이 있다. 응력 해석 시 국부 강도 행열(element stiffness matrix)은 방향과 무관하며 이차요소 방법을 사용하여 각 요소 벡터를 발생시켰다. 해저관로 일점 상승 시 관로에 작용하는 변형과 상승력에 따른 휨 모멘트를 산출하여 일반적으로 사용되는 선형이론과 비교하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권5호
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• pp.15-22
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• 2013

해저관로는 중요한 해안구조물의 하나로 연안 및 해양개발을 위해 폭넓게 사용되고 있다. 해저관로는 해저지반의 상태에 따라 파와 흐름으로 인해 주변에 세굴이 발생한다. 이로 인해 관이 뜨거나 가라앉는 경우가 발생하여 관의 내구성에 악영향을 미친다. 최근에는 해양환경에서 구조물과 여러 요인들의 복잡한 상호작용에 의한 세굴에 대해 많은 연구들이 이루어졌지만, 아직까지 세굴을 정확히 예측하는 것은 어렵다. 본 연구에서는 신경망 기법으로 관로의 세굴심 자료를 분석하여 세굴심을 예측하였다. 학습을 위해 역전파 알고리즘을 사용하였다. 신경망 모델의 학습과 검증에 총 58개의 모형실험 자료들이 사용되었다. 또한 동일한 데이터에 대해 회귀분석 기법을 통한 예측과 비교 분석하여 세굴심 예측을 위한 신경망 기법의 적용성을 검토하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.510-521
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• 2008

본 연구에서는 해저관로의 국부세굴 특성을 고찰하기 위하여 파랑과 정상흐름이 결합된 흐름장에서 실험을 수행하였다. 조파장치와 흐름 발생장치를 이용하여 파랑과 흐름의 방향이 일치하는 경우와 반대인 경우에 대해서 검토하였다. 관경, 주기, 파고, 흐름속도 등을 변화시켜 가면서 해저관로 주변의 국부 세굴심을 측정하였다. 실험결과 최대평형 세굴심은 관경, 주기, 파고, 흐름속도가 증가할수록 증가하였다. 실험결과를 통하여, Shields 수, Froude 수, KC 수, 주기매개변수, Ursell 수, 수정 Ursell 수 및 유속비 등의 매개변수가 세굴심에 미치는 영향을 분석하였다. Froude 수와 Shields 수가 국부세굴을 일으키는 주요매개변수로 나타났는데, 이것은 파랑과 흐름이 결합된 흐름장에서 어느 한도 내에서는 흐름이 세굴을 지배하는 것을 보여준다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제17권2호
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• pp.106-118
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• 2005

사질성 해저바닥 위에 관로가 설치되는 경우 자가매몰 되는 경향이 있는 것은 잘 알려진 사실이다. 본 연구는 해저에 매설된 관로 주변의 국부세굴의 특성을 실험적으로 고찰한 논문이다. 관로의 매설비에 따라 국부세굴심을 측정하였다. 관이 매설된 경우의 국부세굴에서는 배후류가 세굴에 큰 영향인자로 작용하는 것으로 나타났다. 일반적으로 세굴심은 매설비가 클수록 감소하는 경향을 나타내었다. 실험결과를 이용해서 상대 세굴심과 K-C수 및 수정 Ursell수의 상관성을 알아보고 이들의 관계식도 도출하였다. 실험결과 K-C수 및 수정 Ursell수가 증가할수록 세굴영역이 확장되고 세굴심이 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국재난정보학회:학술대회논문집
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• 한국재난정보학회 2022년 정기학술대회 논문집
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• pp.421-422
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• 2022

최근 들어 집중호우와 긴 장마기간으로 인해 침수피해가 많이 발생하고 있다. 행정안전부 재해연보 2020에 따르면, 2020년 자연 재난 피해액 중 83%인 1조 952억이 호우로 인한 피해로 집계 되었다. 국내의 하수 관로 설계는 관로와 맨홀등의 용량을 검토하는 1차원 해석으로 수행 하지만, 재난 시는 설계에서 예측한 강우량 이상이 발생하고 월류한 물의 영향을 분석하기 위해서는 2차원 해석이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 2차원 해석 기반의 모의 침투해석을 기반으로 풍수해저감대책의 대응대책인 침수 예·경보 모니터링 시스템을 구축 한 국내·외 사례를 분석하고 필요성에 대해서 알아보도록 한다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2001년도 추계학술대회 논문집
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• pp.122-127
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• 2001

As pipelines are often used to transport gas, oil, water and oil products, there are more than one pipeline installed in the offshore field. The size and space of pipelines are various depending on the design specifications. The pipelines are to be designed and installed to secure the stability to external loads during the installation and operation period. The flow patterns are very complex around the pipelines being dependent on incoming flow velocity, pipelines size and space. To investigate the flow patterns, number of experiment are conducted with visualization equipment in a circulating water channel. The flow motion and trajectory were recorded from the laser reflected particles by camera. From the experiment the flow patterns around spaced pipelines were obtained. Also pressure gradient was measured by mano-meter to estimate the hydrodynamic forces on the behind pipeline. The results show that the various sizes and spaces can be affected in the estimation of external load. The complex flow patterns and pressure gradients can be effectively used in the understanding of flow motion and pressure gradient.