Radiation Stress에 미치는 입사파랑의 불규칙성 및 방향분산성의 영향

권정곤 한국해안해양공학회 1991 학술강연회 발표논문초록집 Vol.1 No.1

불규칙파에 의한 연안류의 수치계산

권정곤 한국해안해양공학회 1991 한국해안해양공학회 논문집 Vol.3 No.1

현지해안의 표사이동량을 정확히 예측하기 위해서는, 표사이동의 주외력요소(agitation force)인 다방향불규칙 파랑의 천수변형 특성 및 그들에 의해서 발생하는 표사수송 흐름으로서의 해빈류에 대해서 충분히 파악해 둘 필요가 있다. 그러나, 현재 제안되어져 있는 연안류 및 이안류를 포함하는 해빈류 model은 대부분 규칙파 이론에 근거를 두고 파랑특성을 표현하고 있기 때문에 파랑의 불규칙성 및 방향분산성을 고려한 해빈류에 대한 연구는 극히 제한되어져 있다. 본 연구는 다방향불규칙 파랑에 의한 연안유속의 산정에 관한 기초적 연구로서, 주로 파별해석법에 의한 수치계산법을 제안함과 동시에 그들의 수치해석결과를 평면수리실험과 비교함으로써 그 타당성을 검토하였다. To accurately estimate the rate of sediment transport in shallow water bodies, it is necessary to investigate the irregular waves transformation characteristics and nearshore currents produced by random sea waves. Most of studies on numerical models for nearshore currents are based on the theory of monocromatic waves and thus, very few nearshore models take into account the effect of irregularities in the hight, period and directional spreading of incident waves. The numerical simulation model for nearshore currents used in this paper considers the effect of irregularities of incident waves, based on Individual Wave Analysis. The computational results are compared and shown in a reasionable agreement with the experimental data.

다방향불규칙파랑장에서의 파고, 주기, 파향의 종합확률분포 유도과정 및 적합성

권정곤 한국해안해양공학회 1990 한국해안해양공학회 논문집 Vol.2 No.2

파고, 주기의 정보로서 수위변동η, 그 시간적분법η, 파향의 정보로서 수평방향 2성분 물입자속도 u, v의 4가지 시계열을 판정하여, narrow band-width frequency spectrum을 가지는 불규칙파의 포락파형(enveloped wave)을 구함으로서, 파고, 주기, 파향의 종합확률분포를 상세히 유도하여, 현지실측경과와 비교, 검토했다. 그 결과, 실측되어진 종합확률분포는 유도되어진 파고, 주기, 파향의 결합확률분포와 양호하게 일치하여 현지 불규칙파랑장에 있어서 충분한 정도로서 적용할 수 있다는 것을 알았다. A Wave transformation including wave breaking in shallow water region is a non-linear and discontinuous Phenomenon. Therefore, a so-called individual wave analysis (or a wave by wave analysis) rather than spectral approach seems to be adequate to investigate the wave transformation in such regions. In this study, a theoretical joint distribution of wave height, period and wave direction of zero-down crossing waves, which is required in the individual wave analysis in the shallow water region, is derived based on the hypothesis that sea surface is a Gaussian stochastic process and that a band-width of energy spectra is sufficiently narrow. The derived i oint distribution is found to be an effective measure to investigate characteristics of three-dimensional random wave field in shallow water through field measurements.

해수 교환 효과에 대한 수치평가 수법의 개발

권정곤,한동진,최은주,유수진 대한환경공학회 1994 대한환경공학회 학술발표논문집 Vol.1994 No.12

불규칙파랑의 계통적 취급수법

권정곤 한국해안해양공학회 1990 한국해안해양공학회 논문집 Vol.2 No.2

현재 해안공학에 있어서 불규칙파랑을 표현하는 방법으로서 스펙트럼분석법과 파별해석법이 있다. 그 중,스펙트럼해석법은 수심이 깊고 입사파랑의 분산성이 큰 영역에, 파랑분석법은 수심이 얕고 비선형성이 강한 영역 및 석파와 같은 불연속현상을 취급할 경우에 각각적용 되어진다. 그러므로 현지 불규칙파랑장을 계통적으로 취급하기 위해서는 어느 수심영역에서 스펙트럼해석으로부터 파별분석으로 전의해야 할 것인가에 대한 연구가 필요하게 된다. 본 연구는 현지 불규칙파랑의 전파에 의한 변형을 계통적으로 취급할 수 있는 구체적인 방법을 확립하기 위해서 행한 일연의 연구로서 입사파랑의 방향분석이 없는 2차원 불규칙파에 대한 천수을 행하여 스펙트럼해석법의 적용한계, 스펙트럼에서 추정되어지는 파고, 주기의 결합확률분포, 불규칙파의 천수, 석파변형에 대한 파별분석법의 적용한계 등에 대해서 검토한 것이다. It can be assumed that the ocean waves consist of many independent pure sinusoidal components which progress in arbitrary directions. To analyze irregular sea waves, both the spectrum method and the individual wave method have been used. The spectral approach is valid in the region where the water depth is deep and the linear property of velocity distribution is predominent, while the individual wave analysis method in the region where the water depth is shallow and the wave nonlinearity is significant. Therefore, to investigate the irregular wave transformation from the deep water to the shallow water region, it is necessary to relate the frequency spectrum which is estimated by the spectrum analysis method to the i oint probability distribution of wave height, period and direction affected by the boundary condition of the individual wave analysis method. It also becomes important to define the region where both methods can be applied. This study is a part of investigation to establish a systematic approach for analyzing the irregular wave transformation. The region where the spectral approach can be applied is discussed by earring out the experiments on the irregular wave transformation in the two-dimensional wave tank together with the numerical simulation. The applicability of the individual wave analysis method for predicting irregular wave transformation including wave shoaling and breaking and the relation between frequency spectrum and joint probability distribution of wave height and period are also investigated through the laboratory experiment and numerical simualtion.

불규칙파(不規則波에) 대한 압력식(壓力式) 파고계(波高計)의 적용성(適用性)에 관한 연구(?究)

권정곤,강주복,Kwon, Jung Gon,Kang, Ju Bok 대한토목학회 1992 대한토목학회논문집 Vol.12 No.4

압력식(壓力式) 파고계(波高計)에서 측정(測定)되어진 압력파형(壓力波形)으로부터 수위변동(水位變動)을 추정(推定)하는 방법(方法)에 대해서 1) Fast Fourier Transform Method(FFTM), 2) Local Curvature Method(LCM), 3) Individual Wave Method(IWM)의 3가지 방법(方法)을 비교(比較)하여, 천해역(淺海域)에 있어서의 파랑측정(波浪測定)에 대한 압력식(壓力式) 파고계(波高計)의 적용성(適用性)에 대해 검토(檢討)했다. 그 결과(結果) 다음과 같은 결론(結論)을 얻었다. 1) 측정(測定)되어진 압력파형(壓力波形)으로부터 수위변동(水位變動)을 추정(推定)할 때에 사용(使用)되어지는 이론선형응답함수(理論線形應答函數)(Hp=coshkh/coshk(h+z)의 적용가능범위(適用可能範圍)(cut-off-frequency)는 $kh{\leq}3.0$이다. 그리고 kh > 3.0의 영역(領域)에 있어서의 이론선형응답함수(理論線形應答函數)는 일정치(一定値)를 부여함으로써 매우 정도높은 수위변동(水位變動)을 얻을 수 있다. 2) LCM에 의한 수위변동(水位變動)의 변환(變換)에 있어서는 측정(測定)된 압력파형(壓力波形)속에 포함되어 있는 단주기파(短週期波)들에 의해 크게 영향(影響)을 받는다. 그러므로, kh > 1.5인 영역(領域)의 압력변동(壓力變動)을 무시할 필요(必要)가 있다. 3) FFTM 및 IWM에 의해 추정(推定)되어진 통계량(統計量)의 재현성(再現性)은 양호하고, 특(特)히 평균주기(平均週期)의 재현성(再現性)으로부터 비선형성(非線型性)이 강한 영역(領域)에 있어서는 IWM이 유효(有效)한 수단이라고 사려되어진다. A precedure for recovering surface displacement from a time series of pressure measured by a pressure gage in a shallow water (that is, FFTM, LCM. IWM) is investigated with respect to a proper cut-off-frequency of a frequency response function for the accurate recovery of wave height and period. The authors examined the applicability of above mentioned three transformation procedures through field observations and laboratory experiments and the following results are obtained. i) The cut-off-frequency of the frequency response function used in FFTM is deeply depend on both the frequency response of the pressure sensor and the water depth at the sensor. In this study, a relatively accurate surface displacement can be recovered when the frequency response function is cut off at the frequency corresponding to kh=3.0 where k is a wave number at the depth of h. The frequency response function in the region higher than the cut-off-frequency is set constant to be the value at the cut-off-frequency. ii) The transformed surface displacements by LCM are affected by the small waves of short periods included in the measured pressure. It is found that pressure variation whose local frequency is higher than kh=1.5 has to be neglected to recover surface displacement sufficiently. iii) In IWM, the linear pressure response function is usually utilized by multiplying a coefficient N which is a function of the frequency (or kh) and takes a value around unity. However, in this study, a constant value of N(=1.0) gives a relatively accurate recovery of surface displacements.

불규칙파에 의한 연안류의 수치계산

권정곤,양윤모 한국해안해양공학회 1992 한국해안해양공학회 논문집 Vol.4 No.2

현지 해안에서 발생하는 해빈류를 정확히 예측하기 위해서는, 해빈류의 기인력인 다방향불 규칙파낭에 의해서 발생하는 방사응력(radiation stress)에 대해서 충분히 파악해 둘 필요가 있다. 본 연구에서는, 이차원수리실험에 있어서 단일성분파, 이성분합성 파, Bretschneider-광역형의 불규칙파를 발생시켜서, 그들의 천수쇄파변형에 따른 전파특성에 대해서 고찰하고, 불규칙파의 천수쇄파변형을 해석할 경우 가정되어지는 3가지 방법, 즉 (1) 파별해석법, (2) 성분파법, (3) 대표파법의 적용성에 대해서 檢討했다. 파별해석법에 대해서는, zero-down cross 법에 의해, 파별해석되어진 불규칙파의 전파특성으로서, 통계파(최대파, 1/3유의파, rms파 등) 및 시계열중의 임의 특정의 개개파의 파고 및 주기의 천수변화라고 하는 관점으로부터 검토했다. 또한, 성분파법에 대해서는 Spectrum 해석에 의해, 입력신호인 기본주파수성분파 및 천수비파변형에 따라 증가하는 간섭주파수 성분파에 대한 파속 및 파고의 천수변형이라고 하는 관점으로부터 그 타당성에 대해서 검토했다. To accurately estimate nearshore current in shallow water regions. it is necessary to investigate the irregular wave transformation characteristics and radiation stress produced by random sea waves. This research is to investigate the application or the individual wave Analysis Method. the Component Wave Analysis Method and Representative Wave Analysis Method in the shallow water region. These methods were estimated by wave shallowing transformation when the waves propagate from deep water to shallow water region b)r generating regular waves, two component waves and irregular waves (Bretschneider-Mitsuyasu type). That is, the Indivisual Wave Analysis Method is to investigate from the viewpoint of shallow water transformation of wave statistical characteristics and their zero-down-crossing waves (wave height period and wave celerity). And the component Wave Analysis Method is to investigate from the view point of shallow water transformation of basic frequency component wave and their interference frequency component wave. In addition, this research is to compare the measured mean water level elevation with the calculated one from radiation stress of irreguar waves that is assumed in the three methods above.

파고, 주기, 파향의 결합확율분포에 미치는 입사파랑의 방향분산성의 영향

권정곤 한국해안해양공학회 1990 한국해안해양공학회 논문집 Vol.2 No.3

해안변형을 일으키는 표사이동의 대부분은 쇄파대내에서 생긴다. 표사이동에 대해서는 종래에 많은 연구가 행해져 왔고 여러 가지 종류의 표사수송 모델에 근거를 둔 정량화가 이루어져 있다. 현지해안에서 일어나는 표사이동량에 대해서 보다 정도높은 정량화를 행하기 위해서는 현지해안에서의 입사파랑의 방향분산성의 영향이 고려된 파고, 주기, 파향의 결합확률분포의 특성을 명확히 해 둘 필요가 있다. 본 연구는 파별로 해석되어진 개개파의 정의법 및 파고, 주기, 파향의 결합확률분포에 미치는 각종 물리량 중 특히 천해역에 있어서 무시할 수 없는 방향분산의 비대칭성의 영향에 대해서 검토한 것이다. The sediment transport in shallow water regions has been studied in various ways and, accordingly, many formulas have been proposed. However, when these formulas are applied practically in the field, they are not sufficient to fully estimate the sediment transport rate yet. The primary reason is how to take into account the effect of irregularities of field waves : wave heights, periods and directions. Therefore, it is necessary to investigate stochastic and kinematic characteristics of waves in three dimensional random seas in order to more accurately estimate it. In particular, the asymmetrical properties of directional spectrum become significant and play an important role in various phenomena in a shallow water region. In this study, their effects of incident waves the joint distribution of wave heights, periods and directions are investigated through field measurements.

연안유속에 미치는 다방향불규칙 파랑의 (波浪) 영향

권정곤 대한환경공학회 1991 대한환경공학회 학술발표논문집 Vol.1991 No.12

해양 수질 예측을 위한 해수 유동 구조의 수치계산 방법

권정곤,양윤모,김지원 대한환경공학회 1994 대한환경공학회 학술발표논문집 Vol.1994 No.12