• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.308-315
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• 2009

파랑이 흐름이 강한 해역으로 전파되면 파랑-흐름 상호작용에 의해 파고, 파형, 스펙트럼 등 파랑특성의 변형에 영향을 미친다. 본 연구에서는 가로림만해역을 대상으로 조류의 강한흐름과 조차로 인한 수심 변화가큰 경우 입사 파랑의 천해파랑 변형을 SWAN 모형으로 수치모의 실험하였다. SWAN모형의 실 해역 적용에 앞서 강한 흐름에 의한 천해 파랑스펙트럼 변형에 대한 이론적 해석해(Suh et al. 1994)와 모의결과를 비교, 검증한 결과 잘 일치하였다. 가로림만 외해역의 설계파랑인 NNW방향의 주기 8초와 10초, 입사파고 3 m에 대한 모의실험 결과에 의하면 만 입구지점에서 최대 1.4 m/s의 낙조류와 파랑이 상호 역방향으로 만나 파고가 약 40%까지 증가되었고, 이와 반대로 최대 1.1 m/s의 순방향인 창조류의 경우에는 26%정도 감소하였다. 본 실험결과에 의하면 가로림 만입구의 협 수로에서는 항시 강한 조류의 흐름이 있기 때문에 설계파 산정에 있어 파랑-해류의 상호작용에 의한 파랑변형이 가장 중요한 결정요소인 것으로 판단된다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제8권2호
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• pp.188-197
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• 2016

Offshore substructures have been developed to support structures against complex offshore environments. The load at offshore substructures is dominated by waves, and deformation of waves caused by interactions with the current is an important phenomena. Wave load simulation of fixed offshore substructures in waves with the presence of uniform current was carried out by numerical wave tank technique using the commercial software, FLUENT. The continuity and Navier-Stokes equations were applied as the governing equations for incompressible fluid motion, and numerical wavemaker was employed to reproduce offshore wave environment. Convergence test against grids number was carried out to investigate grid dependency and optimized conditions for numerical wave generation were derived including investigation of the damping effect against length of the damping domain. Numerical simulation of wave and current interactions with fixed offshore substructure was carried out by computational fluid dynamics, and comparison with other experiments and simulations results was conducted.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.1463-1476
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• 2014

본 연구에서는 파랑과 흐름이 공존하는 하구 주변의 수리특성 및 지형변동특성을 이해하기 위하여 새롭게 3차원 지형변동 모델을 개발함과 더불어 3차원 파동장 모델과 양방향 연성 수치모델을 제안하였다. 그리고 파랑-흐름 공존장에서의 파고분포, 연직유속분포, 해저파이프라인 저면의 지형변동 및 고립파 내습 시에 해빈 저면 부유사 농도의 시간분포에 관한 수리모형실험결과들과 비교 분석하여 개발한 연성 수치모델을 검증하였다. 이로써 본 연구에서 개발한 연성 수치모델의 타당성 및 유효성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 이 연성 수치모델이 파랑과 흐름이 공존하는 하구지역의 지형변동 예측에 적용이 가능한 것을 확인하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제19권6호
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• pp.565-573
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• 2007

타원형 수중천퇴가 있는 지형을 통과하며 변형하는 파랑을 실험한 Vincent and Briggs(1989)의 불규칙파 실험조건을 수치모의하여 파랑과 흐름의 상호작용 효과를 연구하였다. 수치모의를 위해 SHORECIRC(흐름모형)와 REF/DIF S(파랑모형)를 결합한 모형과 파랑과 흐름을 동시에 계산하는 FUNWAVE를 이용하였다. 이 수치모의로부터 수중 천퇴상에서 발생된 쇄파류는 수중천퇴후면의 파 집중현상을 방해하고, 파랑을 천퇴중심축의 바깥쪽으로 굴절시켜, 파고를 상대적으로 감소시키는 역할을 하는 것을 확인할 수 있었다. 결합모형의 수치모의 결과는 쇄파류의 영향을 고려하지 않는 파랑모형만의 결과보다 실험치와 더 일치하였으며, FUNWAVE를 이용한 수치모의도 실험결과와 잘 일치하였다. 이는 파랑쇄파류의 파랑변형에 미치는 역할의 중요성을 확인시켜주는 것이다.

• 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.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2000년도 춘계학술대회논문집
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• pp.75-81
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• 2000

Water waves propagate over irregular bottom bathymetry are transformed by refraction, diffraction, shoaling, reflection etc. Principal factor of wave transform is bottom bathymetry, but in case of current field, current is another important factor which effect wave transformation. The governing equation of this study is develop as wave-current equation type to investigate the effect of wave-current interaction. This wave-current model was applied to the Kwangan beach which is located at Pusan. The numerical simulation results of this model show the characteristics of wave transformation and flow pattern around the Kwangan beach fairly well.

• 한국해양공학회지
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• 제15권2호
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• pp.6-10
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• 2001

Water waves propagate over irregular bottom bathymetry are transformed by refraction, diffraction, shoaling, reflection etc. Principal factor of wave transform is bottom bathymetry, but in case of current field, current is another important factor which effect wave transformation. The governing equation of this study is develope as wave-current equation type to investigate the effect of wave-current interaction. It starts from Berkhoff's(1972) mild slope equation and is transformed to time-dependent hyperbolic type equation by using variational principal. Finally the governing equation is shown as a parabolic type equation by splitting method. This wave-current model was applied to the kwangan beach which is located at Pusan. The numerical simulation results of this model show the characteristics of wave transformation and flow pattern around the Kwangan beach fairly well.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.491-497
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• 2008

수치실험을 통해 파랑과 흐름의 상호작용이 파랑전파방향과 반대방향으로 유출되는 유사제트류에 미치는 영향을 연구하였다. 파랑모형인 REF/DIF S와 흐름모형인 SHORECIRC의 결합모형을 이용하여 수치모의를 수행하였다. 유사제트류의 영향으로 굴절된 파랑은 흐름의 중심영역을 따라 집중화되고 높은 파고를 갖는 파랑에서 유사제트류가 더 일찍 퍼지는 현상이 나타났다. 수치결과로부터 유출구 부근에서 유사제트류 진행의 횡방향으로 급격한 파고변화가 유사제트류를 진행방향 좌우로 퍼지게 하는 데 중요한 역할을 한다는 것을 알 수 있었다. 즉, 흐름의 횡방향으로 작용하는 파잉여응력 기울기항이 흐름의 진행방향으로 작용하여 흐름을 강화시키는 파잉여응력 기울기항보다 유사제트류에 더 큰 영향을 미치게 된다. 결론적으로 하구에서처럼 흐름과 반대방향으로 입사하는 파랑이 있는 곳에서는 파랑과 흐름사이의 상호영향이 반드시 고려되어야 한다.

• Water Engineering Research
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• 제1권3호
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• pp.187-197
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• 2000

This paper describes an adaptive quadtree-based 2DH wave-current interaction model which is able to predict wave breaking, shoaling, refraction, diffraction, wave-current interaction, set-up and set-down, mixing processes (turbulent diffusion), bottom frictional effects, and movement of the land-water interface at the shoreline. The wave period-and depth-averaged governing equations are discretised explictly by means of an Adams-Bashforth second-order finite difference technaique on adaptive hierarchical staggered quadtree grids. Grid adaptation is achieved through seeding points distributed according to flow criteria(e.g. local current gradients). Results are presented for nearshore circulation at a sinusoidal beach. Enrichment permits refined modelling of important localised flow features.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제3권3호
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• pp.216-224
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• 2011

In This study develops a quasi-three dimensional numerical model of wave driven coastal currents with accounting the effects of the wave-current interaction and the surface rollers. In the wave model, the current effects on wave breaking and energy dissipation are taken into account as well as the wave diffraction effect. The surface roller associated with wave breaking was modeled based on a modification of the equations by Dally and Brown (1995) and Larson and Kraus (2002). Furthermore, the quasi-three dimensional model, which based on Navier-Stokes equations, was modified in association with the surface roller effect, and solved using frictional step method. The model was validated by data sets obtained during experiments on the Large Scale Sediment Transport Facility (LSTF) basin and the Hazaki Oceanographical Research Station (HORS). Then, a model test against detached breakwater was carried out to investigate the performance of the model around coastal structures. Finally, the model was applied to Akasaki port to verify the hydrodynamics around coastal structures. Good agreements between computations and measurements were obtained with regard to the cross-shore variation in waves and currents in nearshore and surf zone.