파랑하중의 산정을 위한 무한요소

박우선,윤정방,편종근 한국해안해양공학회 1989 학술강연회 발표논문초록집 Vol.1 No.1

연직 2차원 회절 및 방사문제 해석을 위한 무한요소

박우선,이달수,오영민,정원무 한국해안해양공학회 1991 한국해안해양공학회 논문집 Vol.3 No.4

본 논문에서는 연직 2차원 파랑의 회절 및 방사문제를 효율적으로 해석할 수 있는 무한요소 개발에 대해서 연구하였다. 물체 주변의 내부영역은 통상의 유한요소로 모형화 하였으며, 외부영역은 본 연구에서 제시한 무한요소로 모형화하였다. 이 무한요소의 형상함수는 외부영역의 산란파의 거동을 고유함수의 급수해로 표시하였을 때 나타나는 진행파 항과 첫번째 산란파 항을 사용하여 결정하였으며, 수치해석 상의 효율을 증가시키기 위하여 무한요소의 요소행열 구성시 나타나게 되는 무한방향으로의 적분을 해석적으로 수행하였다. 본 무한요소의 효율성을 입증하기 위하여, 단면이 직사각형인 경우와 반원형인 부체를 대상으로 예제 해석을 수행하였다. 또한, 해석의 효율성 및 해의 정확도에 직접적으로 영향을 미치는 무한요소 위치의 기준 설정을 위한 수치실험도 수행하였다. This paper is concerned with developing infinite elements which are applicable to wave diffraction and radiation problems in the vertical plane. The near need region surrounding the solid body is modeled using conventional finite elements. but the far fold region is represented using the infinite elements developed in this study. The shape functions for the infinite elements are derived from the analytical eigenseries solution of the scattered waves in the far field region. The system matrices of the elements are constructed by performing the integration in the infinite direction analytically to achieve computational efficiency. Numerical analysis is carried out for two floating bodies with different cross-sectional shapes to prove the efficiency and validity of the elements. Numerical experiments are also performed to determine the suitable location of the infinite elements which directly affect accuracy and efficiency of the solution.

케이슨 방파제 바닥판 단부 지지력 저감방안에 대한 고찰

박우선,이병욱 한국해안,해양공학회 2020 한국해안해양공학회 논문집 Vol.32 No.5

본 연구에서는 케이슨 방파제 바닥판 단부 지지력 저감방안에 대해서 고찰하였다. 단부 지지력에 영향을미치는 핵심변수로 설치수심, 마루높이, 설계파고 및 주기, 방파제 상부구조의 무게중심 위치 등을 선정하여, 이 핵심변수의 변화에 따라 단부 지지력이 어떻게 변하는지를 해석적으로 살펴보았다. 설계파력은 설계기준에서 제시하고있는 파력식을 적용하여 산정하였으며, 설계파력에 대해 활동과 전도에 대해 안전율 1.2를 갖도록 상부구조 안정중량과 케이슨 최소 폭을 결정하여 적용하였다. 해석결과, 단부 지지력은 수심 증가에 따라 빠르게 증가하여, 일정 수심 이상(해석조건 내에서는 20m)이 되면 허용지반지지력을 상회할 수 있고, 마루높이가 증가하면 단부 지지력이 완만히 선형적으로 증가하지만, 파고와 주기의 증가에 따라서는 감소함을 확인하였다. 또한, 이러한 단부 지지력은 상부구조 무게중심을 외해측으로 이동시켜 상당 수준 완화(해석조건 내에서는 케이슨 폭의 5% 이동시키면 20% 이상저감 가능)시킬 수 있음을 확인하였다. 이번 해석결과와 최근에 수행된 연구결과에 기초하여 설계 시 사용할 수 있는 단부 지지력 저감방안을 제시하고 그 적용성을 평가하였다. In this study, ways to reduce the edge pressure at the bottom plate of the caisson breakwater were considered. The water depth, freeboard, design wave height and period, and the location of the center of gravity on the super-structure of the breakwater were selected as key design variables that influence the edge pressure, and analyzed how the edge pressure changes according to the change of this key variables. The pressure distribution formulae suggested in the design standard was applied for the calculation of design wave forces. Based on the wave forces, the required effective self-weight of the super-structure and the minimum width of the caisson were determined to have a safety factor of 1.2 against sliding and overturning. From the results, it was found that the edge pressure rapidly increased as the water depth increased, and could exceed the allowable bearing capacity when it reached a certain water depth which is 20 m within the analysis conditions. It was also confirmed that the edge pressure gradually increased linearly as the freeboard increased, but decreased with the increase of the wave height and period. This edge pressure could be significantly reduced up to more than 20% by moving the center of gravity of the super-structure to the seaside, which is 5% of the caisson width. Based on the analysis results and the recently conducted research results, a method was proposed to reduce the edge pressure that can be used in the design.

우리나라 14개 지역에서 최근 50년(1958~2007)간 이상 고온 현상의 발생 특성 및 변화경향

박우선,서명석 한국기상학회 2011 한국기상학회 학술대회 논문집 Vol.2011 No.10-1

파랑하중에 대한 인터로킹 케이슨 방파제의 회전 안정성 평가식 제안

박우선,원덕희,서지혜,이병욱 한국해안,해양공학회 2020 한국해안해양공학회 논문집 Vol.32 No.1

The rotational stability of an interlocking caisson breakwater was studied. Using the analytical solution for the linear wave incident to the infinite breakwater, the phase difference effect of wave pressures in the direction of the breakwater baseline is considered, and Goda’s wave pressure formula in the design code is adopted to consider the nonlinearity of the design wave. The rotational safety factor of the breakwater was defined as the ratio of the rotational frictional resistance moment due to caisson's own weight and the acting rotational moment due to the horizontal and vertical wave forces. An analytical solution for the rotational center point location and the minimum safety factor is presented. Stability assessment formula were proposed to be applicable to all design wave conditions used in current port and harbor structure design such as regular waves, irregular waves and multi-directional irregular waves. 인터로킹 케이슨에 의한 장대화된 방파제의 회전 안정성에 대해서 연구하였다. 무한 방파제에 경사지게 입사하는 선형파에 대한 해석해를 이용하여 방파제 기준선 방향으로의 파압 위상차 효과를 고려하였으며, 설계파의 비선형 특성을 고려하기 위하여 설계 기준 Goda 파압식을 차용하였다. 방파제의 회전 안전율을 케이슨 자중에 의한회전 마찰저항모멘트와 수평 및 수직 파력에 의한 작용 회전모멘트의 비로 정의하고 최소 안전율을 보이는 회전 중심점 위치와 최소 안전율에 대한 해석해를 제시하였다. 규칙파, 불규칙파 및 다방향 불규칙파 등 현행 항만구조물설계에 사용되고 있는 모든 설계파 조건에 대해서 적용 가능하도록 각 조건에 대한 평가식을 제안하였다.

원예산업 육성을 위한 aT의 역할

박우선(朴雨先) 한국원예학회 2007 원예산업정책토론회 Vol.- No.-

유공방파제의 반사특성에 관한 수리실험

박우선,전인식,이달수 한국해안해양공학회 1993 한국해안해양공학회 논문집 Vol.5 No.3

유공방파제의 반사특성을 규명하기 위하여 파고 및 주기가 다른 여러 규칙파를 대상으로 유수실의 폭과 유공벽의 형태를 변화시키며 수리실험을 수행하였다. 실험결과, 유공방파제의 반사특성은 유수실 폭과 유수실내 파장의 비(B/Lc)에 민감하게 반응하며, B/Lc가 0.2인 부근에서 최소의 반사율을 보임을 알 수 있었다. 이러한 현상은 주로 유수실내에서의 공진현상에 기인한 것으로 판단된다. 유공벽형태(종슬리트, 횡슬리트 또는 원형 구멍)의 변화는 반사율면에 있어서 약간의 변화를 초래할 수는 있어도, 전반적인 반사특성 변화에는 영향을 주지 못함을 확인하였다.하였다. Hydraulic experiments were carried out to investigate the reflection characteristics of perforated breakwaters in regular wave conditions varying the width of wave chamber and the shape of perforated wall. It was found that the reflection coefficient of the perforated breakwater was very sensitive to the change of wave chamber width. giving its minimal value when the width of the wave chamber is approximately 0.2 times the wave length in the wave chamber. This phenomenon may be resulted from the wave resonance inside the wave chamber. The reflection coefficients slightly varied for all shapes of perforated wall. i.e., vortical slit, horizontal slit or circular hole. However, the reflection trend of the structure was not significantly affected by the shape of the perforated wall.

파랑-지반-구조물의 상호작용해석

박우선 한국수자원학회 1997 물과 미래(한국수자원학회지) Vol.30 No.5

공진수로 내장형 케이슨방파제의 반사 특성 : 유공율과 공진수로의 형태를 중심으로

박우선,서지혜,김정석 한국방재학회 2014 한국방재학회 학술발표대회논문집 Vol.2014 No.-

일반적인 유공방파제는 기존 직립 혼성방파제의 케이슨 전면에 유공벽과 유수실을 설치함으로써 해수가 유공벽을 통과하여 유수실내로 진입할 때 난류 발생 등에 의해 파랑에너지를 감소시킬 수 있도록 고안된 구조형식을 갖는다. 이 때 유공벽이 폭풍파에 직접 노출되어 있어 쇄파 발생 시 충격적인 파압으로 구조적인 문제를 발생시킬 수 있으며, 소파효과가 탁월한 주기조건이 유수실 폭과 직접적인 관계가 있기에 경제적인 측면의 문제점을 안고 있다. 이에 본 연구에서는 기존의 유공방파제와 유사한 소파특성을 보이면서도 파랑에 대해 안정성을 확보할 수 있는 공진수로 내장형 방파제를 제안하였다. 이는 충격적인 쇄파에 직접적으로 노출되어 있지 않도록 방파제 안에 공진수로를 두고 수로 전면에 유공판을 통과하여 최대 파력을 저감하는 목적을 가진다.유공율은 입사파 조건에 따라 파력, 반사율 및 전달율 등에 밀접한 영향을 미치므로 방파제와 파랑의 제원에 따른 반사율의 특성을 파악하는 것이 중요하다. 주된 입사파에 맞추어 가장 효율적인 형태의 방파제를 설계하기 위해서는 많은 경우에 대한 수리모형실험이 이루어져야하기에, 이에 앞서 여러 가지 항목 중 유공율과 공진수로의 형태에 따른 반사율 측정에 중점을 두어 규칙파를 적용한 단면 수치해석을 실시하였다. 이 때 수로 전면의 유공판은 반사파 저감에 유리한 연직방향의 유공으로 구성되어진 형태를 기본구조로 하였다.그 결과 하나의 유공수로로 구성된 기본형의 경우에는 공진주기 부근에서만 소파효과를 발휘하지만, 실제해역에 적용하기 위해서는 2중 또는 3중 유공수로를 채택할 경우에는 보다 넓은 주기의 입사파랑에 대해 유효한 소파효과가 나타남을 확인하였다.

인터로킹 케이슨 방파제의 파력분산 특성

박우선,이진학,원덕희,서지혜 한국연안방재학회 2013 한국연안방재학회 학술발표대회 논문집 Vol.2013 No.-