• 제목/요약/키워드: Surge height

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표준태풍 모의를 통한 해일고 빈도해석 (Frequency Analysis on Surge Height by Numerical Simulation of a Standard Typhoon)

  • 강주환;김양선
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제28권5호
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    • pp.284-291
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    • 2016
  • 빈도별 최대풍속을 발생시키는 태풍조건을 역추적함으로써 빈도별 표준태풍을 생성할 수 있다(Kang et al., 2016). 본 연구에서는 이렇게 얻어진 표준태풍의 해일모의를 통해 서해안 영광지역의 해일고 빈도해석을 수행하는 방안을 제시하고자 한다. 본 연구에 사용된 모형은 MIKE21모형으로서 태풍 BOLAVEN(1215)에 대한 검증 결과 서해안 여러 지역에서 관측결과와 비교적 잘 일치하는 결과를 얻었다. 서해안 태풍해일특성을 감안하여 경로변경을 설정한 후 빈도별 해일고를 구한 결과는 관측치로부터 산정된 결과와 부합하는 결과를 보이고 있다. 이 방법은 관측자료가 충분치 않은 곳에서 수많은 태풍에 의한 해일모의를 수행하는 기존 방법에 비해 빈도별로 한 개의 태풍만을 대상으로 하므로 매우 효율적인 방법이다.

기후변화 시나리오에 따른 최대 가능 태풍강도 추정 및 이에 따른 폭풍해일고 양상 모의 (Estimation of Maximum Typhoon Intensity Considering Climate Change Scenarios and Simulation of Corresponding Storm Surge)

  • 윤종주;전기천;심재설;박광순
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.292-301
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    • 2012
  • 지구온난화에 따른 해수의 온도 상승은 태풍의 대형화와 강도증가의 원인이 된다. 본 논문에서는 태풍발생에 있어서의 열역학적 최대한계이론을 적용하여 미래의 기후변화 시나리오에 따른 해수온도의 상승과 기온의 수직성층분포 변화를 고려한 동북아 해역의 지역별 가능 최대태풍의 강도를 추정하였다. IPCC 4차 보고서[2007]에 제시된 기후변화 시나리오를 적용하였으며 각 시나리오에 따라 추정된 태풍의 최대 가능 강도의 결과는 최저중심기압 및 최대풍속의 공간분포로 제시하였는데, 대기 중 이산화탄소의 농도 증가에 비례하여 더 큰 최대 가능강도가 추정되었다. 또한 각 시나리오에 따른 최대 가능강도를 가지는 가상태풍에 의한 폭풍해일고를 수치모의 하였다. 가상태풍의 경로에는 태풍 Maemi(2003)를 따라 적용하였다. 산출된 폭풍해일고의 결과는 최대기후변화 시나리오의 경우, 태풍 Maemi를 모의한 경우에 비해 지역에 따라 약 29~110 cm(36~65%)의 해일고 상승이 나타났으며, 특히 마산에서는 기존의 재귀년도 200년 폭풍해일고를 최대 19cm 상회하는 것으로 나타났다.

한국 남해안의 태풍에 의한 해일 (The Typhoon Surge in the Southern Coast of Korea)

  • 장선덕;이인철;박철석
    • 수산해양기술연구
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    • 제27권4호
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    • pp.293-302
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    • 1991
  • 태풍해일의 변동양상과 특성을 파악하기 위하여, 한국 남해안의 7개 검조소의 조석관측자료와 기상자료를 사용하여 태풍 Thelma 통과기간 중 각 항에서의 추산조위와 해일을 추정하여, 시간영역별 기상 및 해면변동에 관한 EOF분석을 하고 태풍해일, 기압, 바람응력의 spectrum분석을 실시하였다. 반폐쇄성 만(여수)인 경우 바람응력이 기압보다 해일발생에 큰 영향을 미치며, 개방된 항만(제주)은 기압이 해일에 큰 역할을 하는 것으로 나타났다. 해일의 값은 13.1~91.7cm 범위로서 여수에서 최고치를 보였다. 태풍 Thelma 통과시 EOF 제 1 모드는 전체 해일변동의 63%를 차지하였고, 제 1 모드에 수반된 해일의 시간변동은 18 시간 동안 쌍봉의 peak를 가진 변동을 보였다. 제 1 모드에 대한 남해안 7개 지점에서의 해일의 공간적 변동은 여수를 중심으로 동시에 해면이 상승하였다. 남해안 4개항(부산, 충무, 여수, 제주)의 해일, 기압 및 바람응력 spectrum의 peak 에너지는 0.008-0.076cph(약 3-10시간)의 저주파수대에 밀집되어 있고, 해일의 경우 여수와 제주에서 에너지 밀도가 크게 나타났다. 기압의 에너지 변동은 탁월하지 않았으며, 바람응력은 부산, 여수, 제주에서 에너지 밀도가 잘 나타났다. 또한, 세 변동성분의 자기상관은 해일의 경우 주기적 변동을 나타내었고, 기압과 바람응력은 모두 불규칙적인 상관을 보였다.

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Sea Environmental Design Criteria for Coastal and Offshore Structures

  • Liu, Defu
    • 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해안해양공학회 1996년도 정기학술강연회 발표논문 초록집
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    • pp.19-22
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    • 1996
  • Extreme sea statistics and combinations of environmental events or response for structures are very important problem in performance evaluation and design of coastal and Offshore structures. A probabilistic method is developed that leads to the combination of Typhoon (Hurricane) or winter storm induces winds, waves, currents and surge for a generic site. The traditional recommendation for the fixed structures is a combination of the 100 years maximum wave height with the 100 years wind and current. (omitted)

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Development of Wave Overtopping-Overflow Transition Model Based on Full-scale Experiments

  • Mase, Hajime;Kim, Sooyoul;Hasegawa, Makoto;Jeong, Jae-Hoon;Yoon, Jong-Sung
    • 한국해양공학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.128-135
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    • 2020
  • When high waves and storm surge strike simultaneously, the characteristics of the fluid field change drastically from overtopping according to the wave runup height to overflow through a transition state that combines overtopping and overflows. However, an estimation model or evaluation method has not yet been established because there is not enough engineering data. This study developed a wave overtopping-overflow transition model based on a full-scale experiment involving wave overtopping and overflow transition, which appropriately reproduced the effect of waves or the temporal change in inundation flow. Using this model to perform a calculation for the wave overtopping and overflow transition process under typical circumstances, this study determined the wave runup height and features of the inundation flow under time series changes as an example.

사각형 구조물에 저장된 유체의 동적거동에 미치는 시간-가속도 형상의 영향 (Influence of Earthquake Shape on the Dynamic Behavior of Fluid in a Rectangular Structure)

  • 박건;홍기남
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제21권6호
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    • pp.59-66
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    • 2017
  • 유체 저장 구조물의 경우 지진 시 유체의 출렁임에 의하여 구조물에 동수압이 작용한다. 이 때, 유체의 동수압은 지진의 강도뿐만 아니라 유체 자유수면의 출렁임 높이(sloshing height)에 의해서도 변화한다. 이러한 하중의 변화에 영향을 미치는 인자로는 지진파의 형상, 최대지진강도, 유체 저장 구조물의 크기, 구조물의 폭, 유체의 높이 등이 있는데, 본 논문에서는 지진파의 형상과 유체 자유수면의 출렁임 형상의 상관관계를 규명하고자 하였다. 이를 위하여 구조물의 폭이 500 mm인 수조에 실지진파를 적용시켜 유체 자유수면의 출렁임 높이를 측정하고, 수치해석을 통하여 실험과 해석의 유사성을 검증하였다. 또한, 실험과 해석의 비교를 통하여 검증된 구조해석 기법을 적용하여 인공지진파의 형상을 다양하게 변화시키면서 유체 자유수면의 출렁임 형상의 변화를 측정하고, 인공지진파의 형상이 유체 자유수면의 출렁임 형상에 미치는 영향을 분석하였다.

목포 북항에서 풍파에 의한 해수범람의 수치 모의 (Numerical Simulation of Surge - Wave Combined Inundation at Mokpo North Harbor)

  • 이정렬;강주환;윤종태
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권3B호
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    • pp.307-313
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    • 2008
  • 방조제 건설로 인한 조석확폭 현상이 목포 북항은 물론 목포북항과 좁은 수로로 연결된 청계만에서도 발생되고 있다. 이러한 조석확폭 현상은 조간대를 증가시키고 특히 폭풍우시 수위 증가와 침수구간의 확대를 초래한다. 본 연구에서의 모의 과정은 광역에서의 풍파 모의와 협역에서의 풍파 범람 모의로 구성된다. 비선형 완경사 방정식이 바람에 의한 풍파는 물론 해일과 범람도 모의하도록 개선되었다. 개발된 모형은 청계만에 적용되었으며 목포 북항에는 청계만에서 발생하는 풍파로 인하여 발생할 수 있는 범람 형태를 파악하기 위하여 적용되었다.

한국 연안의 장주기 조석성분이 총 수위 예측에 미치는 영향에 관한 연구 (A Study on The Effects of Long-Term Tidal Constituents on Surge Forecasting Along The Coasts of Korean Peninsula)

  • 김지하;장필훈;강현석
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제34권6호
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    • pp.222-232
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    • 2022
  • 우리나라 연안의 30개 조위관측소에서 관측된 조위자료를 조화분해하여 2021년에 대한 해역별 장주기 조석성분의 특성 및 장주기 조석성분이 총 수위 예측에 미치는 영향에 대해 알아보았다. 먼저 관측조위의 조화분해 결과, 우리나라 연안에서 장주기 조석성분은 연주조(Sa)와 반년주조(Ssa)가 우세하였으며, 해역별로는 서해안에서 약 17.8 cm의 상대적으로 큰 진폭을 보였다. 계속해서 총 수위 예측에 대한 영향을 살펴보고자, 2021년을 연구 기간으로 장주기 조석성분이 포함된 예측조위와 포함되지 않은 예측조위를 생산하였고, 각각의 예측조위를 폭풍해일 모델의 해일고 예측결과에 더하여 총 수위를 생산하였다. 장주기 조석성분을 고려하지 않은 총 수위와 고려한 총 수위의 오차를 비교한 결과, 전반적으로 뚜렷한 계절적 차이가 나타났다. 장주기 조석성분을 고려하지 않은 총 수위에 비해서, 장주기 성분이 고려된 총 수위는 여름철에는 오차가 큰 폭으로 감소하였고, 겨울철에는 강한 음의 편차를 보이며 오차가 증가하는 경향이 나타났다. 이는 우리나라 겨울철의 강한 고기압과 같은 기상현상에 의한 영향이 예측조위와 해일고 예측결과에 이중으로 반영되어 나타난 결과로 해석되었다. 해일고 예측결과를 조화분해하였을 때, 연주기 성분이 우세하였고 이를 장주기 조석성분이 고려된 총 수위에서 제거하였을 때, 특히 겨울철에 나타난 강한 음의 편차가 사라지고 연평균 RMSE도 감소하는 것으로 나타났다.

MIKE 21 모형을 이용한 목포해역 해일/범람모의 (Numerical Simulations of Storm Surge/Coastal Flooding at Mokpo Coastal Zone by MIKE21 Model)

  • 문승록;박선중;강주환;윤종태
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.348-359
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    • 2006
  • 목포시는 낮은 도시기반시설, 하구언 및 방조제 건설에 따른 해양환경 변화 및 지구온난화에 의한 해수면 상승 등에 기인하여 태풍과 같은 악기상 조건을 수반하지 않더라도 해수범람에 의한 저지대 침수피해가 발생하고 있다. 이에 본 연구에서는 MIKE21 모형을 이용하여 해일/범람 모형을 수립하고, 목포지역에 침수피해를 발생시킨 태풍에 대해 적용하였다. 모의는 최근 10년간 내습한 태풍 중 가장 높은 해일고(59 cm)를 발생시킨 태풍 'RUSA(0215)'가 약최고고조위의 조위상황에 내습할 경우 발생할 수 있는 가상상황에 대해 수행되었다. 이때의 조위는 545cm로 금호방조제 건설이후 목포항 10년 빈도의 고극조위(544 cm)에 해당하는 조위이다. 해일/범람모의 결과, 범람이 발생할 경우 내항부근에서 단시간에 넓은 지역의 피해가 예상되고 있어, 이에 대한 방재대책 마련이 요구된다.

서남해안의 해수면 상승과 해일고 증가 경향 (Rising Tendencies of both Tidal Elevation and Surge Level at the Southwestern Coast)

  • 강주환;박선중;박민원
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제20권1호
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    • pp.14-24
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    • 2008
  • 목포와 제주를 위시한 서남해안에서 최근 예측 고조위가 증가하는 경향을 보이고 있다. 조화분석을 통한 자료분석 결과 서남해안 전반에 걸쳐 평균해수면이 뚜렷하게 증가하는 반면 반일주조의 진폭은 감소하는 것으로 나타나고 있다. 또한 태양연주조(Sa분조)의 진폭이 증가한 것으로 나타나고 있으며 이에 따라 하절기의 고조위가 더욱 상승한 것으로 확인되었다. 21세기 들어 RUSA와 MAEMI등 대형 태풍의 발생이 잦아지고 있어 1990년대에 비해 서남해안에서의 최대해일고가 크게 증가하였다. 또한 이들은 7월${\sim}$9월에 집중되고 있어 하절기 고조위 상승과 함께 이상고조위 발생 가능성을 더욱 우려스럽게 하고 있다. 특히 목포해역은 하구언과 방조제 건설이후 이상고조 발생 가능성이 현격히 높아진 해역이므로 더욱 그러한 실정이며, 평균해수면 상승경향이 매우 뚜렷한 제주해역 역시 향후 이상고조 발생 가능성이 매우 높을 것으로 판단된다.