• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2009년도 공동학술대회
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• pp.158-160
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• 2009

선행되었던 연구인 실린더 슬릿형 소파블록 방파제에 대하여 실해역에서의 적용성을 평가하기 위하여 수치모델 해석을 통해 항내정온도를 분석하였다. 남해의 소규모 어항에 대해 파랑작용 평형방정식을 이용하는 SWAN 모델을 구성하고 수리모형실험에서 분석된 실린더형 슬릿 방파제의 투과율과 반사율을 도입하여 항내의 정온도의 변화를 불투과성 방파제와 비교하여 다루고 해수교환을 통한 해역수질환경의 개선 가능성을 예측해보았다. 수치실험은 한국해양연구원의 전해역 심해설계파 추정 보고서 II(2005)중의 심해설계파 제원을 사용하였으며, 대상해역의 1970년$\sim$2006년(37년간) 관측된 연최대 풍속자료를 이용하여 산정된 50년빈도 설계풍을 모델에 반영하였다. 대상 어항에서 서방파제에 주로 영향을 미치는 NNE계열의 파랑의 내습에 대한 분석을 수행하였으며, 그 결과 투과성구조물의 특성이 수치모형에서도 잘 재현하고 있음을 파악하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.317-324
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• 2020

본 논문의 목적은 육상구조물과 비교하여 특수한 설치환경 및 목적을 가지고 있는 항만 외곽시설에 대한 보다 현실적인 침하 평가기준을 제안하는데 있다. 최근 신항만 개발 사업으로 축조된 외곽시설 특히 방파제는 먼 바다의 연약 지반에 설치되는 경우가 많다. 외곽시설은 자중으로 파랑 등의 외력에 직접 저항하는 구조물로 그 중량이 상당하여 연약 지반 위에 설치되는 경우에는 침하가 쉽게 발생하지만 구조물의 안정성 또는 기능성에 큰 영향을 주지 않는다. 하지만 현행의 안전점검 세부지침은 이러한 외곽시설의 특성을 고려하지 않은 침하 평가기준을 제시하고 있다. 이에 보다 현실적으로 외곽시설의 침하를 평가할 수 있는 간편식을 제안하였다. 간편식은 설계에서 고려한 허용잔류침하량과 침하 안정성평가 결과를 적용하여 최대 침하량을 선정하도록 하였다. 제안된 간편식의 적정성을 검증하기 위하여 최근 실시한 방파제 6개소의 측량 평가결과와 제안된 간편식 적용결과를 비교하였다. 간편식을 적용하였을 때, 기존 평가결과보다 침하 평가등급이 상향되었으며, 안정성평가 결과 적용 시에는 실제 측량결과와 거의 유사한 결과가 얻어짐을 확인할 수 있었다. 본 간편식을 활용하여 침하평가를 실시할 경우, 구조물에 안정성 및 기능수행 여부와는 무관하게 낮게 평가되는 기존의 침하평가를 보다 현실적으로 실시할 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권1B호
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• pp.59-69
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• 2012

불확실성이 큰 해안환경을 효과적으로 고려할 수 있는 확률설계의 필요성이 요구되고 있다. 하지만 결정론적 설계법에 익숙한 설계자는 기존 방법과 유사하면서 확률적 개념이 도입된 설계법을 원한다. 따라서 국내외적으로 부분안전계수 설계법이 새로운 설계법으로 채택되고 있다. 국내에서는 경사식 방파제의 피복재로 Tetrapod가 널리 사용된다. 미국과 유럽에서 개발된 부분안전계수 설계법이 Tetrapod를 포함하고는 있지만 제한된 파랑 및 구조물 단면 조건에서 개발되었기 때문에 실제 설계에 사용하기에는 미흡한 부분이 있다. 본 연구에서는 무역항 16곳과 연안항 15곳의 116개 단면 및 파랑조건에서 FORM과 최적화 보정 기법을 사용하여 Tetrapod 피복블록의 부분안전계수를 산정하였다. 특히, Weibull 극치파고 분포의 형상 모수에 따른 부분안전계수를 제안하였다. 그 외 극치분포 형태에 대해서는 왜곡도와 형상 모수의 관계를 통해 본 연구의 부분안전계수를 적용할 수 있다. 마지막으로 제안된 부분안전계수를 기존 구조물에 적용하여 목표수준을 잘 만족하는지 확인하였고 기존에 개발된 부분안전계수보다 적용성과 실효성이 우수함을 보였다.

• 한국습지학회지
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• 제14권4호
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• pp.439-455
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• 2012

파랑 수치모형인 SWAN 수치모형, 파랑에 의해 발생되는 기인력 수치모형인 WIF 수치모형, 그리고 흐름장 수치모형은 EFDC 수치모형을 연동하여 최종적으로 파랑류 계산이 가능한 WIC 수치모형을 개발하였다. 개발된 WIC 수치모형을 검증하기 위하여 Goda(2000)가 적용한 수중 원형천퇴의 파랑변형 계산하여 파고, 파랑의 굴절과 회절을 비교하였으며, 파고비 결과는 약 1~5 %의 차이를 보였다. 파랑에 의한 기인력 수치모형은 기존의 Longuet-Higgins and Stewart(1960)가 제안한 잉여응력에 의해 발생하는 기인력에 Dally and Osiecki(1994)가 제안한 roller로 인한 응력에 의해 발생되는 기인력을 추가하였고, Kim(2004)이 제안한 완화기법을 도입하여 lateral mixing 처리를 수행하지 않아도 자연현상과 유사한 결과를 얻을 수 있도록 개발되었다. 개발된 파랑에 의한 기인력 수치모형은 계산시 ${\Delta}t$에 제약을 받지 않는다는 장점을 가지고 있으며, 흐름장 수치모형의 source항이 되어 파랑류의 양상을 계산할 수 있도록 하였다. 연계된 파랑류 수치모형을 검증하기 위해서 Nishimura et al.(1985)의 수리모형실험과 Kim(2004)의 수심적분된 파랑류 수치모형과 비교하였다. 이안제 배후에서 연안류의 유속분포와 이안류의 유속분포 결과가 기존의 수리모형실험과 수치모형실험의 결과와 상당히 일치함이 관측되었다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제19권2호
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• pp.113-127
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• 2007

본 연구에서는 직립 방파제 케이슨의 활동에 따른 복구비용, 과도한 케이슨 활동 발생시 항만 폐쇄에 따른 경제적 피해 비용 그리고 월파에 의한 일시적 작업 중단에 따른 경제적 피해 비용을 동시에 고려하는 기대 총 건설비 산정 모델을 수립하였다. 발생시점이 서로 다른 피해 비용을 일정한 기준으로 산정하기 위해 할인율을 적용하였다. 케이슨의 최적 단면은 방파제 수명 동안의 기대 활동량의 허용범위 내에서 기대 총 건설비용이 최소가 되는 단면으로 정의되며, 그 기대 활동량의 허용치는 0.3 m와 0.1 m 두 가지 경우에 대해 살펴보았다. 과도한 케이슨 활동에 의한 항만 폐쇄에 따른 경제적 피해 비용과 그 산정 기준이 케이슨 복구비용이나 월파에 의한 작업 중단에 따른 경제적 피해 비용보다 최적 단면 결정에 더 중요한 요인임을 확인하였고, 항만 폐쇄에 대한 케이슨 활동량의 임계 칼이 커질수록 케이슨의 최적 단면은 기대 총 건설비의 최소점보다 기대 활동량의 허용치에 의해 결정되는 것으로 나타났다.

• 한국항해항만학회지
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• 제48권3호
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• pp.192-199
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• 2024

연안에서 발생하는 월파는 고파랑에 의한 대표적인 자연재해 중 하나이며, 태풍 시 발생하는 월파는 연안침수의 주요 원인으로 작용한다. 최근의 연안역은 사회적·경제적 수요의 증가로 연안을 따라 주거지역 및 상업지역이 집중되고 있어 장기적인 해수면의 상승 및 태풍 빈도의 증가 등으로 인한 연안재해의 위험성이 지속적으로 지적되어 왔다. 지금까지 월파량은 주로 실내 수리모형실험을 통해 구조물의 마루 높이를 초과하는 수괴를 집수함을 통해 직접 수집하여 계측시간의 평균월파량으로 평가해 왔다. 본 연구에서는 실해역에서 발생하는 월파를 정량적으로 평가하기 위한 관측시스템의 개발을 목표로 월파고의 시간변동을 이용하여 개별 월파량을 추정하는 방법을 제안하였다. 우리나라 해안에 많이 설치된 사석경사제를 대상으로 수리모형실험을 수행하였으며, 월파 발생 시 구조물 마루에서 발생하는 범람유속을 장파유속으로 가정한 월파유량계수를 도입하고 월파고로부터 월파량을 예측하여 실험결과와 비교·검토하였다. 그 결과, 본 연구에서 도출된 월파유량계수를 월파고에 적용하여 월파량 추정이 가능함을 확인하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제43권3호
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• pp.351-361
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• 2006

The fatigue strength analysis of VLFS is carried out by using a 3-dimensional plate finite element model with a zooming technology which performs the modeling of wide portions of the structure by a coarse mesh but the concerned parts by a very fine mesh of t by t level. And a stepwise substructure modeling technique for global loading conditions is applied which uses the motion response of the global structure from 2-D plate hydroelastic analysis as the enforcing nodal displacements of the concern 3-D structural zooming model. Seven incident wave angles and whole ranges of frequency domains of wave spectrum are considered. In order to consider the effect of breakwater, the modified JONSWAP wave spectrum is used. Applying the wave data of installation region, the longterm spectrum analysis is done based on stochastic process and the fatigue life of the structure is estimated. Finally some design considerations from the view point of fatigue strength analysis of VLFS are discussed.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권5호
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• pp.27-35
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• 2008

신뢰성 설계를 위한 설계변수의 특성치에 대하여 국내 해양토질을 이용하여 연구하였다. 특성치 산정에 대한 연구결과, Student/Ovesen, Schneider 및 EN 1990 방법의 순으로 평균치에 근접한 것으로 나타났고, EN 1990 방법은 지반특성치 산정방법의 신뢰성 차원에서 부적합한 것을 확인하였다. 그리고 제시된 네가지 특성치 산정방법은 토질의 변동성이 커짐에 따라 특성치를 보수적으로 평가하는 경향을 보였다. 또한 이러한 산정된 특성치가 실 설계에 미치는 영향을 파악하기 위하여 방파제에 대하여 임의 하중하에서 미개량 지반의 지지력 및 침하특성을 검토하였다. Schneider 방법을 이용하여 산정한 결과와 토질정수의 산술평균치를 이용한 결과를 비교한 결과, 허용지지력/작용하중비의 경우 전자가 후자의 65%로 나타났고, 침하량의 경우에는 13.6%를 제시하여 과소평가한 결과였다. 그리고 과거 설계사례에서 산술평균치로 결정된 대표치에 의한 것과 본 논문에서 각 지역의 자료로부터 산정한 특성치에 따른 설계결과를 비교한 결과, 산술평균치로 결정된 대표치에 의한 설계는 대부분 과대평가의 결과를 제시하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권10호
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• pp.93-103
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• 2008

국내 남해안 또는 서해안에 주로 분포하고 있는 연약지반에 설치되는 대부분의 중력식 해양 구조물의 경우, 상부 구조물의 자중으로 인해 과도한 압밀침하가 예상되기 때문에 고가의 연약지반 대책공법이 수반되어야 한다. 이번 연구에서는 연약지반 상의 해양 구조물에 경제적이면서도 효율적으로 활용할 수 있는 새로운 형식의 부력식 기초 시스템을 개발하였고, 방파제에 대한 수치 모델링을 통해 다양한 기초 시스템의 압밀 및 횡방향 거동을 분석하였다. 해석 결과, 부력식 기초를 활용한 방파제가 기존 방파제 형식에 비해 횡방향 지지력 변화 없이 압밀 침하량 감소 효과가 뚜렷이 나타나 그 적용성을 확인하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제17권3호
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• pp.188-201
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• 2005

본 논문은 동해항 방파제를 대상으로 신뢰성 설계법을 비교하는 한 쌍의 논문의 첫 번째 부분이다. 제1부인 본 논문의 내용은 피복 블록의 안정성에 국한되며, 제 2부에서는 케이슨의 활동을 다룬다. 1980년대 중반이후 방파제에 대한 신뢰성 설계법이 본격적으로 제안되기 시작하였다. 신뢰성 설계법은 사용되는 확률적 개념의 정도에 따라 세 가지로 분류된다. Level 1 방법은 허용파괴확률에 따라 미리 계산된 부분안전계수를 이용하여 방파제를 설계하며, Level 2 방법은 하중과 저항 변수들의 정규분포를 가정하고 이들의 평균 및 표준편차로부터 신뢰도지수와 파괴확률을 계산한다. Level 3 방법은 하중과 저항 변수들에 대한 정규분포의 가정 없이 방파제 수명 동안의 누져 파괴량(예로서 피복 블록의 누적 피해)을 계산한다. 각 방법들은 서로 다른 설계 변수들을 계산하지만 이들을 모두 파괴확률로 나타내어 방법들 간의 차이를 비교할 수 있다. 본 연구에서는 기존의 결정론적 방법으로 설계, 시공된 후 1987년 피해를 입었던 동해항 방파제의 피복 블록 안정성에 대하여 피해 전과 보강 후의 단면에 대해서 각각 신뢰성 해석을 수행하였다. 그 결과 피해 전 단면의 파괴확률은 허용파괴확률을 크게 초과하는 반면 보강 후 단면의 파괴확률은 이보다 매우 작아서, 피해 전과 보강 후에 각각 과소 및 과대 설계되었음을 나타냈다. 한편, 서로 다른 세 가지 신뢰성 설계법의 결과가 대체로 잘 일치함을 보임으로써 각 방법 간에 큰 차이가 없음을 확인하였다.