• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.478-484
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• 2019

용수 파력발전소의 해저케이블이 단락되는 사고가 2014년 겨울에 발생했다. 그 원인을 밝히기 위해서 재현기간 50년 이상의 고파랑 발생 가능성과 케이블 보호공의 설계중량 과소 산정 여부를 검토하였다. 기상청에서 운용하는 부이의 관측자료와 파랑추산자료를 검토하여 겨울동안 발생한 고파랑의 재현기간을 살펴보았다. 케이블 보호공의 설계중량을 검토하기 위해서 항만 및 어항 설계기준 뿐만 아니라 파의 입사각이 큰 경우의 연구결과를 참조해서 직접 안정중량을 계산하였다. 분석 결과, 2014년 겨울동안 재현빈도 50년 이상의 고파랑은 발생하지 않았으며, 경사지게 입사하는 파랑에 대한 케이블 보호공의 중량이 부족해서 보호공이 이탈한 것으로 나타났다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제15권1호
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• pp.21-32
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• 2003

본 연구에서는 1996년에 Hanzawa et al.이 수평혼성방파제 피복 블록의 기대피해를 계산하기 위해 개발한 신뢰성 설계법을 방향 불규칙 파의 방향 분산, 심해 설계 주파향이 해안선에 직각 방향으로부터 기울어진 각도, 심해 주파향의 설계치에 대한 편차 등과 같은 파향의 변동성을 고려할 수 있도록 확장하였다. 심해로부터 방파제 설치 위치까지의 파랑 변형을 계산하기 위하여 Hanzawa et al.은 평행한 등심선을 갖는 직선 해안에 직각으로 입사하는 일방향 불규칙파를 가정하여 1975년에 Goda가 개발한 모형을 사용하였다 본 연구에서는 방향 불규칙파의 변형을 계산하기 위하여 1997년에 Kweon et al.이 개발한 모형을 사용하였다 계산 결과. 파향의 변동성이 피복 블록의 기대피해 계산에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 만일 본 연구에서 가정한 바와 같이, 방파제에 직각으로 입사하는 파랑에 대한 피복석의 안정공식이 비스듬히 입사하는 파랑에 대해서도 유효하다. 면 파랑의 방향성을 무시한 종래의 설계법은 수심과 바닥경사에 따라 기대피해를 두 배 정도까지도 과대산정 혹은 과소산정 할 수 있을 것이다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.275-286
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• 2021

본 연구에서는 기존에 선형파 이론으로 제시된 반무한방파제 주변의 회절에 대한 해를 중첩하여 직립 이안제 주변에 발생하는 회절에 관한 해석해를 제시하였다. 그리고, 이를 이용하여 이안제 전면과 후면, 그리고 전·후면에 작용하는 합성파력에 대한 해를 유도하였다. 이안제 전면과 후면에서는 회절파와 중복파, 이안제 양쪽에서 회절한 회절파와 회절파 사이의 간섭에 의해 상대진폭이 공간상에서 주기적으로 변하는 양상을 보였다. 규칙파, 일방향 불규칙파 및 다방향 불규칙파를 대상으로 직립 이안제에 작용하는 파력을 검토하였다. 규칙파 내습시 이안제 전·후면의 파력을 모두 고려한 최대 합성파력의 경우 회절을 고려하지 않았을 경우에 비해 최대 1.6배까지 파력이 증가하는 것으로 나타났다. 이는 Jung et al.(2021)이 반무한 방파제에 대해 회절효과를 고려하여 검토한 결과인 1.34배보다 큰 수치이다. 이안제에 작용하는 최대파력은 규칙파, 일방향 불규칙파, 다방향 불규칙파 순으로 크게 계산되었다. 파랑이 비스듬히 입사하는 경우 이안제에 수직으로 입사하는 경우보다 최대파력이 크게 나타나는 경우도 발견되었다. 따라서, 이안제를 설계할 때, 회절효과, 이안제 전·후면에 작용하는 파력, 파랑의 입사각의 고려가 중요함을 알 수 있다.

• 한국해양공학회지
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• 제15권2호
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• pp.22-32
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• 2001

The numerical investigation of obliquely incident wave interactions with fully submerged dual buoy/porous-membrane floating breakwaters placed in parallel with spacing is studied based on linear potential theory and Darcy's law. The numerical solutions are obtained by using a discrete-membrane dynamic model and second-kind modified Bessel function distribution over the entire boundaries of fluid regions. First, numerical solutions for an idealized dual submerged system without buoys are obtained. Second, a more practical dual submerged system with membrane tension provided by buoys at its tops is investigated by the multi-domain boundary element method particularly devised for dual buoy/porous-membrane problems with gaps. The velocity potentials of wave motion are coupled with porous-membrane deformation, and solved simultaneously since the boundary condition on porous-membrane is not known in advance. The effects of varying permeability on membranes and wave characteristics are discussed for the optimum design parameters of systems previously studied. The inclusion of permeability on membrane eliminates the resonances that aggravate the breakwater performance. The system is highly efficient when waves generated by the buoys and membranes were mutually canceled and its energy at resonance frequency dissipates through fine pores on membranes.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.28-33
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• 2013

해안선에 비스듬히 입사하는 다방향 불규칙파랑은 굴절에 의해 방향 비대칭성이 발생한다. 방향 비대칭은 최대 방향분포 매개변수($s_{max}$)와 연관된 비대칭 매개변수의 항으로 표현된다. 본 연구에서는 심해에서 다양한 주파향각과 최대 방향분포 매개변수 등의 특징을 갖는 다방향 불규칙파랑에 대해 수심 변화에 따른 비대칭 매개변수와 최대 방향분포 매개변수의 변화를 계산하였다. 계산 값들은 파랑의 방항 비대칭성을 무시한 Goda and Suzuki(1975)에 의한 결과와는 다르다. 비대칭 매개변수와 최대 방향분포 매개변수의 계산을 위해 JONSWAP 스펙트럼(Hasselmamn et al., 1973)과 Lee et al.(2010)의 방향 분포 함수를 사용하였다. 계산 과정과 결과들은 일반화를 위해 심해에서의 유의파고, 첨두주기, 첨두주기에 해당하는 파장 등으로 무차원화 하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2011년도 추계학술대회
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• pp.49-50
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• 2011

프레넬 존 플레이트 렌즈면에 임의 각으로 신호가 도래하는 경우, 기존 Soret 타입과 같은 원형 FZPL의 경우는 수신 감도가 떨어지는 문제가 있었다. 이러한 문제를 해결하기 위해 타원형 프레넬존 플레이트 렌즈 구성을 통하여 해결하였다. 기학광학 근사법으로 해석한 결과는 키르히호프의 근사식에 의한 결과와 측정치와 비교하였을 때 수신감도 특성이 개선되는 것을 확인하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제1권1호
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• pp.22-30
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• 1989

파랑은 천해역을 진행하면서 천수효과에 의한 굴절 및 구조물에 의한 회절, 흐름의 영향, 반사등에 의한 변형을 일으킨다. 굴절 및 회절에 의한 파랑변형을 예측하기 위하여 흐름이 고려된 비정상 상태의 Kirby(1986a)의 식을 이용하여 회절이 고려된 기초방정식을 유도하고, 좌표계를 파향선식에 의한 직교곡선 좌표계로 변환한 후 양해법으로 반복계산을 행하여 해를 구하는 수치 모형을 개발하였다. 수치 모형의 적용성을 검토하기 위하여 다음과 같은 조건에서 계산하였으며, 기존의 계산결과 및 실험결과와 비교 검토하였다. 1) 일정 수심상에서 원형 천퇴 주변의 파랑변형 2) 사면상에서 타원형 천퇴 주변의 파랑변형 3) 사면상에서 파랑이 입사각을 갖고 입사할 경우 구조물 주변의 파랑변형 본 모형의 수치해를 검토한 결과 기존의 연구결과와 잘 일치하였다.

• 소음진동
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• 제6권1호
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• pp.65-70
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• 1996

유체와 접한 판재에 박힌 압전센서의 응답을 복합적인 유한요소 해석기법을 이용하여 모델링 하였다. 판재 구조물은 유체영역에서 전파되는 음향파에 의해서 가진된다. 구조물과 압전소자 주위의 유에부분을 유한요소기법을 써서 모델링였고 임의로 나눈 가상경계에서는 평면과 해를 적용하여 변위를 일치 시켰다. 또한, 이 경계에서 변위의 번분까지도 Penalty factor를 써서 일치 시켰으며 가상경계에서의 투명성을 증가시키기 위해서 유한요소의 각 절점에 회전자유도를 추가시켰다. 압전 센서 응답의 수치 결과가 구하여졌고 이것은 센서의 삽입효과가 적을 뿐만 아니라 구조물의 특성에 민감하다는 것이 밝혀졌다.

• Earthquakes and Structures
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• 제3권3_4호
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• pp.203-230
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• 2012

This paper presents results for impedance (and compliance) functions and input motions of foundations in a layered half-space computed on the basis of a procedure that combines a consistent transmitting boundary with continued-fraction absorbing boundary conditions which are accurate and effective in modeling wave propagation in various unbounded domains. The effects of obliquely incident seismic waves in a layered half-space are taken into account in the formulation of the transmitting boundary. Using the numerical model, impedance (and compliance) functions and input motions of rigid circular foundations on the surface of or embedded in a homogeneous half-space are computed and compared with available published results for verification of the procedure. Extrapolation methods are proposed to improve the performance in the very-low-frequency range and for the static condition. It is concluded from the applications that accurate analysis of foundation dynamics and soil-structure interaction in a layered half-space can be carried out using the enhanced consistent transmitting boundary and the proposed extrapolations.

• Ocean Systems Engineering
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• 제6권1호
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• pp.61-97
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• 2016

This is the second of two papers on the 3D numerical modeling of nearshore hydro- and morphodynamics. In Part I, the focus was on surf and swash zone hydrodynamics in the cross-shore and longshore directions. Here, we consider nearshore processes with an emphasis on the effects of oceanic forcing and beach characteristics on sediment transport in the cross- and longshore directions, as well as on foreshore bathymetry changes. The Delft3D and XBeach models were used with four turbulence closures (viz., ${\kappa}-{\varepsilon}$, ${\kappa}-L$, ATM and H-LES) to solve the 3D Navier-Stokes equations for incompressible flow as well as the beach morphology. The sediment transport module simulates both bed load and suspended load transport of non-cohesive sediments. Twenty sets of numerical experiments combining nine control parameters under a range of bed characteristics and incident wave and tidal conditions were simulated. For each case, the general morphological response in shore-normal and shore-parallel directions was presented. Numerical results showed that the ${\kappa}-{\varepsilon}$ and H-LES closure models yield similar results that are in better agreement with existing morphodynamic observations than the results of the other turbulence models. The simulations showed that wave forcing drives a sediment circulation pattern that results in bar and berm formation. However, together with wave forcing, tides modulate the predicted nearshore sediment dynamics. The combination of tides and wave action has a notable effect on longshore suspended sediment transport fluxes, relative to wave action alone. The model's ability to predict sediment transport under propagation of obliquely incident wave conditions underscores its potential for understanding the evolution of beach morphology at field scale. For example, the results of the model confirmed that the wave characteristics have a considerable effect on the cumulative erosion/deposition, cross-shore distribution of longshore sediment transport and transport rate across and along the beach face. In addition, for the same type of oceanic forcing, the beach morphology exhibits different erosive characteristics depending on grain size (e.g., foreshore profile evolution is erosive or accretive on fine or coarse sand beaches, respectively). Decreasing wave height increases the proportion of onshore to offshore fluxes, almost reaching a neutral net balance. The sediment movement increases with wave height, which is the dominant factor controlling the beach face shape.