Wave impact pressures acting on a compartment of the temporaryplacing caisson

본 연구에서는, 방파제 축조를 위하여 제작한 케이슨을 가거치해 놓은 상태에서 태풍이 내습했을 때, 케이슨에 작용하는 충격파력에 대해서 수치해석을 수행하였다. 수치해석에는 Reynolds Averaged Navier-Stokes 방정식을 기본 방정식으로 하며 VOF(Volume of Fluid) 알고리즘을 이용하여 자유수면을 추적하는 프로그램인 CADMAS-SURF 수치파동수조(沿岸開發技術硏究センタ, 2001)를 사용하였다. 수치해석을 통하여 격벽에 작용하는 충격파압과 각 격벽의 안전성에 영향을 미치는 격벽별 순 충격파압을 살펴보았다.해석결과, 월파에 의한 수괴에 의하여 케이슨 격벽에 격벽의 안전에 영향을 줄 수 있는 충격파압이 작용될 수 있음을 확인하였다.ume of Fluid) 알고리즘을 이용하여 자유수면을 추적하는 프로그램인 CADMAS-SURF 수치파동수조(沿岸開發技術硏究センタ, 2001)를 사용하였다. 수치해석을 통하여 격벽에 작용하는 충격파압과 각 격벽의 안전성에 영향을 미치는 격벽별 순 충격파압을 살펴보았다.해석결과, 월파에 의한 수괴에 의하여 케이슨 격벽에 격벽의 안전에 영향을 줄 수 있는 충격파압이 작용될 수 있음을 확인하였다.2

Determination of the Fluid forces of Submerged Floating Tunnel

그 동안 개발, 시행되었던 연육시설(교량, 침매터널, 해저터널)과는 달리 해중터널은 수심이시공에 미치는 영향이 상대적으로 적으며, 바닥면의 지질 조건에 크게 영향을 받지 않고, 기초공사의 시공이 비교적 간편하다는 장점이 있다. 해중터널은 해양, 토목, 방재, 기계, 전기전자 등 모든 공학 분야의 융복합 기술이 절대적으로 필요한 새로운 기술이다. 본 연구에서는 실해역 설치를 대상으로 한 기존의 참고논문과 비선형 파랑조건을 수용할 수 있는 CADMAS-SURF3D 프로그램을 통해 3D 환경에서 규칙파에 대하여 적용한 후 이들의 결과를 비교, 평가하고 불규칙파 파랑조건에서의 수치해석 결과를 도출하였다. 또한 해중터널에 작용하는 흐름의 영향도 고려하기 위해 CADMAS-SURF3D 프로그램을 기본으로 하는 파랑-흐름 복합수조를 고안하였다.토목, 방재, 기계, 전기전자 등 모든 공학 분야의 융복합 기술이 절대적으로 필요한 새로운 기술이다. 본 연구에서는 실해역 설치를 대상으로 한 기존의 참고논문과 비선형 파랑조건을 수용할 수 있는 CADMAS-SURF3D 프로그램을 통해 3D 환경에서 규칙파에 대하여 적용한 후 이들의 결과를 비교, 평가하고 불규칙파 파랑조건에서의 수치해석 결과를 도출하였다. 또한 해중터널에 작용하는 흐름의 영향도 고려하기 위해 CADMAS-SURF3D 프로그램을 기본으로 하는 파랑-흐름 복합수조를 고안하였다.2

Variations of observed wave and current in Haeundae coastal waters

해운대 해역의 파랑과 흐름의 변동특성을 파악하기 위해 해양수산부 R&D인 ‘연안침식 대응기술 개발’ 과제의 일환으로 2013년 7월 25일부터 현재까지 관측중인 음파식 파랑유속계(AWAC)의 장기 관측자료를 분석하였다. 해운대 해변 침식은 주로 여름철 태풍에 의해 남쪽에서 들어오는 너울성 고파랑과 겨울철 계절풍의 영향으로 동쪽에서 들어오는 고파랑에 의해 모래가 동백섬 남쪽으로 빠져나가는 것이 주요 원인으로 모니터링 결과 밝혀졌다. 해운대 연안에서 수심 10m 이내의 해수욕장과 가까운 지점에서 단기간 관측된 자료와 외해 수심 약 15m와 22m 지점에서 장기간 관측된 자료를 이용하여 월별, 계절별 파랑 변동특성과 조류편차와 잔차류 분석으로 해운대 해역 평균 잔차류의 유속과 유향 분포를 제시하였다.에 의해 남쪽에서 들어오는 너울성 고파랑과 겨울철 계절풍의 영향으로 동쪽에서 들어오는 고파랑에 의해 모래가 동백섬 남쪽으로 빠져나가는 것이 주요 원인으로 모니터링 결과 밝혀졌다. 해운대 연안에서 수심 10m 이내의 해수욕장과 가까운 지점에서 단기간 관측된 자료와 외해 수심 약 15m와 22m 지점에서 장기간 관측된 자료를 이용하여 월별, 계절별 파랑 변동특성과 조류편차와 잔차류 분석으로 해운대 해역 평균 잔차류의 유속과 유향 분포를 제시하였다.2

A Study on Damage Recovery for Gageocho Ocean Research Station

2011년 태풍 무이파에 의해 발생한 가거초 해양과학기지의 피해시설물에 대한 피해복구가 2014년 10월에완료되었다. 태풍피해원인을 분석하여 도출된 보수·보강 방안을 적용하여 구조물의 안정성 및 내구성을 확보하였다. 현재 가거초 기지는 실시간 관측자료를 생산하는 기능과 임무를 정상적으로 수행하고 있으며 향후 태풍 내습시 피해원인 및 현황 파악을 분석할 수 있도록 구조물 안정성 모니터링도 수행하고 있다.자료를 생산하는 기능과 임무를 정상적으로 수행하고 있으며 향후 태풍 내습시 피해원인 및 현황 파악을 분석할 수 있도록 구조물 안정성 모니터링도 수행하고 있다.2

종합해양과학기지의 비디오 이미지 분석을 통한 백파 관측

백파(Whitecaps)는 대기와 해양의 기체교환 및 열교환의 중요한 매개변수로 해양관측의 필수적인 항목이다. 그러나 육지의 영향을 받지 않는 해양에서 관측 정점의 부재로 백파는 위성사진 및 항공사진으로 대부분 관측되었다. 이러한 관측 방법은 넓은 영역을 관측할 수 있는 장점을 가지고 있으나 동일한 정점에서 장기적이고 연속적인 관측이 불가능한 단점을 가지고 있다. 이에 한국해양과학기술원에서는 이어도 및 가거초기지에 4대의 CCTV를 이용한 해상 비디오 모니터링 시스템을 구축하여 운영 중에 있다.본 연구는 비디오 이미지를 이용한 백파 관측기법을 수립하고 이어도 해역에 적용하였다. 백파 관측기법 수립의 세부적인 내용으로는 해역의 수심 및 부유물 등으로 인한 해색 변화의 오차를 줄이기 위하여 RGB 밴드 영상을 Gray 스케일 영상으로 변환하여 사용하였으며 해수 표면의 픽셀강도(Pixel Intensity)와 백파 발생 시 픽셀강도 특성을 이용하여 백파 판별의 기준이 되는 픽셀강도 하안치를 설정하였다. 픽셀강도 하안치는 관측자의 주관적인 판단이 필요하며 이는 관측 오차에 발생시킨다. 따라서 이를 최소화하기 위하여 본 연구에서는 백파 판별의 픽셀강도 하안치 기준을 제시하며 이를 적용한 백파 관측을 수행하였다.을 관측할 수 있는 장점을 가지고 있으나 동일한 정점에서 장기적이고 연속적인 관측이 불가능한 단점을 가지고 있다. 이에 한국해양과학기술원에서는 이어도 및 가거초기지에 4대의 CCTV를 이용한 해상 비디오 모니터링 시스템을 구축하여 운영 중에 있다.본 연구는 비디오 이미지를 이용한 백파 관측기법을 수립하고 이어도 해역에 적용하였다. 백파 관측기법 수립의 세부적인 내용으로는 해역의 수심 및 부유물 등으로 인한 해색 변화의 오차를 줄이기 위하여 RGB 밴드 영상을 Gray 스케일 영상으로 변환하여 사용하였으며 해수 표면의 픽셀강도(Pixel Intensity)와 백파 발생 시 픽셀강도 특성을 이용하여 백파 판별의 기준이 되는 픽셀강도 하안치를 설정하였다. 픽셀강도 하안치는 관측자의 주관적인 판단이 필요하며 이는 관측 오차에 발생시킨다. 따라서 이를 최소화하기 위하여 본 연구에서는 백파 판별의 픽셀강도 하안치 기준을 제시하며 이를 적용한 백파 관측을 수행하였다.2

Characteristics of Bathymetry Change with Infragravity wave in Anmok

최근 들어, 지구환경 변화로 인한 태풍강도 증가, 해수면 상승 등의 자연적인 요인과 방파제 건설, 해사채취 등 인위적인 요인으로 연안역에 심각한 침·퇴적 문제가 발생하고 있다. 연안역의 침·퇴적은 해안선 변화로 가시화되며, 해안선 변화는 Infragrivity wave와 밀접한 관계가 있다. 또한 동해안은 남해안, 서해안과 달리 호형사주가 잘 발달되어 있어 Infragrivity wave-해안선-호형사주의 상관관계가 동해안의 침·퇴적 원인 규명에 중요한 변수로 판단된다.Infragravity wave는 고주파성 파랑(풍파, 너울)이 전파과정에서 비선형성에 의하여 형성된 구속장주기파(Bound long wave)가 비교적 수심이 얕은곳에서 쇄파로 구속이 이완되어 자유장주기파(Free long wave)로 변환되어 발생하며 주기 20s∼200s의 장주기 성분이다. 또한 Infragravity wave는 해안선의 영향에 의하여 외해로 반사되는 유출성분과 해안선에 평행하게 진행하는 연안성분으로 나뉘어지며, 연안성분은 굴절에 의하여 경사해안에서 발생하는 일종의 Edge wave로서 해안선을 따라 진행한다.본 연구에서는 안목해안 1차(2015. 02. 07~2015. 03. 08) 및 2차(2015. 12. 08~2016. 01. 16) 정밀관측 자료를 사용하였으며 Infragravity wave 추출방법은 수면변위 시계열 자료에서 주기 20s~200s 사이에 존재하는 장주기 성분을 주파수 스펙트럼 분석을 통하여 파랑을 산정하였다. 세부적으로는 안목해안의 Infragravity wave 특성을 파악하기 위하여 쇄파가 비교적 많이 발생하는 고파랑 시기에 대하여 여러 관측지점에서 동시간에 관측된 자료를 분석하여 안목해안에서 Infragravity wave의 평면적인 분포를 확인하였고, 수심자료를 바탕으로 Infragravity wave-해안선-ty wave와 밀접한 관계가 있다. 또한 동해안은 남해안, 서해안과 달리 호형사주가 잘 발달되어 있어 Infragrivity wave-해안선-호형사주의 상관관계가 동해안의 침·퇴적 원인 규명에 중요한 변수로 판단된다.Infragravity wave는 고주파성 파랑(풍파, 너울)이 전파과정에서 비선형성에 의하여 형성된 구속장주기파(Bound long wave)가 비교적 수심이 얕은곳에서 쇄파로 구속이 이완되어 자유장주기파(Free long wave)로 변환되어 발생하며 주기 20s∼200s의 장주기 성분이다. 또한 Infragravity wave는 해안선의 영향에 의하여 외해로 반사되는 유출성분과 해안선에 평행하게 진행하는 연안성분으로 나뉘어지며, 연안성분은 굴절에 의하여 경사해안에서 발생하는 일종의 Edge wave로서 해안선을 따라 진행한다.본 연구에서는 안목해안 1차(2015. 02. 07~2015. 03. 08) 및 2차(2015. 12. 08~2016. 01. 16) 정밀관측 자료를 사용하였으며 Infragravity wave 추출방법은 수면변위 시계열 자료에서 주기 20s~200s 사이에 존재하는 장주기 성분을 주파수 스펙트럼 분석을 통하여 파랑을 산정하였다. 세부적으로는 안목해안의 Infragravity wave 특성을 파악하기 위하여 쇄파가 비교적 많이 발생하는 고파랑 시기에 대하여 여러 관측지점에서 동시간에 관측된 자료를 분석하여 안목해안에서 Infragravity wave의 평면적인 분포를 확인하였고, 수심자료를 바탕으로 Infragravity wave-해안선-2

Development of white-capping observation method using video image

백파는 해양과 대기의 기체 및 에너지 교환의 중요한 변수로써 해양의 중요한 관측 항목 중 하나이다. 이어도 종합해양과학기지에서 해상상태를 관찰하기 위하여 4대의 CCTV를 이용한 비디오 모니터링 시스템을 구축하여 2014년 11월부터 운영 중에 있다. 본연구에서는 비디오 이미지를 이용한 백파 관측을 시도하였으며 세부적으로 백파 발생 시 pixel 강도의 특성을 파악하고 이를 기반으로 백파 관측기법을 수립하여 이어도 해역에 적용하였다.연구에서는 비디오 이미지를 이용한 백파 관측을 시도하였으며 세부적으로 백파 발생 시 pixel 강도의 특성을 파악하고 이를 기반으로 백파 관측기법을 수립하여 이어도 해역에 적용하였다.2

Latest observations of the nearshore processes before the erosion-prone Haeundai beach, Korea

The Haeundae beach is one of the most popular attractions in Korea during the summer vacation season. However, it has suffered from beach erosion owing to the integrated effects of artificial developments during the past four decades. To prevent or mitigate the erosion of the Haeundae beach, the Korean government launched a comprehensive, multi-year beach monitoring program in 2013. The main focus of the program was on the nearshore processes related closely to the beach erosion. A total of 10 sites were stationed before the beach to measure three basic hydrodynamic variables of current, wave and suspended sediment concentrations. For the measurements, various self-contained instruments were employed including the current and wave equipment (Aquadopp and AWAC) and benthic tripods (SPHINX and TISDOS).event or mitigate the erosion of the Haeundae beach, the Korean government launched a comprehensive, multi-year beach monitoring program in 2013. The main focus of the program was on the nearshore processes related closely to the beach erosion. A total of 10 sites were stationed before the beach to measure three basic hydrodynamic variables of current, wave and suspended sediment concentrations. For the measurements, various self-contained instruments were employed including the current and wave equipment (Aquadopp and AWAC) and benthic tripods (SPHINX and TISDOS).1

Present condition of ocean intensive observation on the Development of coastal erosion control technology

지구온난화로 인하여 기온상승, 해수면 상승과 같은 이상 현상이 발생한다. 이러한 이상 현상으로 여름철에는 한반도에 영향을 미치는 태풍의 강도 증가하고, 겨울철에는 고파랑의 강도가 증가하여 연안 퇴적물의 침식이 발생한다. 이로 인해 해빈 폭이 감소하여 해안도로가 불안정해지고, 레일바이크 길이 무너지는 등의 피해가 발생하였다. 연안에서 일어나는 퇴적물의 이동을 규명하여 이러한 피해를 저감시키기 위해서 해양수산부 R&D인 ‘연안침식 대응기술 개발’ 과제의 일환으로 남해안과 동해안에서 약 1달간의 집중관측을 실시하였다. 본 연구에서는 남해안의 표본해안으로 해운대를 선정하고, 동해안의 표본해안으로 안목해안을 선정하였다. 남해안은 대부분의 해변이 양쪽이 막힌 포켓형 모래해안으로 그림 1.1과 같은 해운대를 선정하였고, 동해안의 경우 남해안과 달리 호형사주가 발달하여 해안선에 영향을 미쳐 그림 1.2와 같은 안목해안을 표본해안으로 선정하였다. 비교적 해안선에 근접한 연안에는 SPHINX, VECTOR와 같은 해저면 경계층 관측시스템을 이용하여 관측을 하였고, 수심이 깊은 곳은 AWAC를 이용하여 관측을 시행하였다.하여 해안도로가 불안정해지고, 레일바이크 길이 무너지는 등의 피해가 발생하였다. 연안에서 일어나는 퇴적물의 이동을 규명하여 이러한 피해를 저감시키기 위해서 해양수산부 R&D인 ‘연안침식 대응기술 개발’ 과제의 일환으로 남해안과 동해안에서 약 1달간의 집중관측을 실시하였다. 본 연구에서는 남해안의 표본해안으로 해운대를 선정하고, 동해안의 표본해안으로 안목해안을 선정하였다. 남해안은 대부분의 해변이 양쪽이 막힌 포켓형 모래해안으로 그림 1.1과 같은 해운대를 선정하였고, 동해안의 경우 남해안과 달리 호형사주가 발달하여 해안선에 영향을 미쳐 그림 1.2와 같은 안목해안을 표본해안으로 선정하였다. 비교적 해안선에 근접한 연안에는 SPHINX, VECTOR와 같은 해저면 경계층 관측시스템을 이용하여 관측을 하였고, 수심이 깊은 곳은 AWAC를 이용하여 관측을 시행하였다.2

Studies on morphodynamics of sands in East Sea

한국해양과학기술