파에 의한 해저관로의 국부세굴 특성

오현식(Oh Hyoun-Sik),이호진(Lee Ho-Jin),김경호(Kim Kyoung-Ho) 대한토목학회 2002 대한토목학회논문집 B Vol.22 No.4B

3차원 CFD 모형을 이용한 원형 교각의 국부세굴 특성 해석

오현식 ( Hyoun Sik Oh ),김경호 ( Kyoung Ho Kim ),양승룡 ( Sueng Ryong Yang ) 충북대학교 건설기술연구소 2008 建設技術論文集 Vol.27 No.1

수리 구조물에서 발생하는 세굴과 방지대책

오현식 ( Oh Hyoun-sik ),이호진 ( Lee Hojin ) 충북대학교 건설기술연구소 2023 建設技術論文集 Vol.42 No.1

파랑하 해저관로 주변의 세굴폭에 영향을 주는 매개변수 분석

오현식(Oh, Hyoun-Sik),김경호(Kim, Kyoung-Ho),손광식(Son, Kwang-Sik),김흥국(Kim, Heung-Guk) 한국해안해양공학회 2009 한국해안해양공학회 논문집 Vol.21 No.6

파에 의한 국부세굴은 하상재료의 지질학적 특성과 해저 하상의 유동은 물론, 수리학적 조건에 의해서도 영향을 받게되는 매우 복잡한 종합적 과정으로 생각할 수 있다. 지금까지의 대부분의 연구는 세굴심을 중점 대상으로 하였으나 전체 국부 세굴량 산정에 있어서 세굴 폭과의 관련성은 상대적으로 미미하게 다루어져왔다. 많은 국부세굴 영향인자 중에서도 파의 크기 혹은 해저 바닥에서의 유속은 국부세굴의 직접적인 원인으로서 작용하며, 이를 포함하는 Ursell 수나 KC 수 등의 무차원 매개변수는 세굴 영역과의 상관성 분석을 통해 세굴심이나 세굴폭을 예측할 수 있는 수단이 될 수 있다. 본 논문에서는 이러한 무차원 매개변수와 세굴 폭과의 관계를 규명하기 위해, 관경, 파고, 주기를 변화시키며 실험을 수행 및 분석하였다. 그 결과, Re 수나 주기 매개변수 등은 국부세굴 폭과 큰 분산을 보인 반면에 shields 수와 KC 수, Ursell 수는 좋은 상관성을 나타내었다. 특히 shields 수는 세굴심에 큰 영향을 주지 못하는 반면 세굴 폭과는 밀접한 관계를 보이고 있다. The local scour in waves can be thought of as very complex synthetic processes which is influenced by geology of bed material, bed flow in the sea and hydraulics condition. The most research until now be targeted at the scour depth and therefore the local scour width in waves has not been investigated as well. The size of wave or bottom velocity at the bed is direct cause of the local scour among lots of the scour effect factors, and the scour depth and width can be estimated through interrelationship analysis with scour area to use the dimensionless parameters including these such as Keulegan-Carpenter number, Ursell number etc. In this paper, to find out closely relation with the dimensionless parameters and scour width, performed an experiment with the variations of pipe diameters, wave heights and wave periods and then analyzed it. As the result, while Reynolds number and period parameter were seen to disperse local scour width largely, Shields number, KC number and Ursell number appeared good interrelationship. Specially, Shields number doesn't much affect the scour depth but has good relation for the scour width.

해저 바닥에 놓인 관로하의 파에 의한 국부세굴 특성

오현식(Oh Hyoun-Sik),김경호(Kim Kyoung-Ho),박재성(Park Jae-Sung),이호진(Lee Ho-Jin) 대한토목학회 2004 대한토목학회논문집 B Vol.24 No.3B

CFD 모형을 이용한 교각 단면형상의 국부세굴 특성

오현식 ( Hyoun Sik Oh ),김경호 ( Kyoung Ho Kim ),양승룡 ( Susng Ryong Yang ) 충북대학교 건설기술연구소 2008 建設技術論文集 Vol.27 No.2

하강류 제어를 통한 교각세굴 감소 효과 분석

이호진,오현식,Lee, Ho Jin,Oh, Hyoun Sik 한국방재안전학회 2018 한국방재안전학회 논문집 Vol.11 No.2

세굴보호방법은 두 가지 형태로 구분할 수 있다. 첫 번째 방법은 국부세굴의 주요 원인인 말굽형와류와 후류와를 감소시키는 방법이다. 소형 원통형구조물 또는 분리된 연직반사판은 교각 앞에 설치하거나 스포일러처럼 교각에 부착하여 와류의 세기를 감소시킬 수 있다. 두 번째 방법은 하상재료를 보호하기 위한 보호층을 설치하는 방법이다. 이 방법은 블록매트 또는 테트라포드를 사용함으로써 즉시 효과를 발휘하는 장점이 있다. 본 연구에서는 첫 번째 방법을 사용하여 세굴감소 효과를 평가하였다. 반사판 간격과 세굴의 감소효과의 관계는 명확하게 나타나지 않았다. 이 것은 반사판의 폭이 세굴 감소와 어느 정도 관계가 있기 때문인 것으로 추측된다. KC 수가 증가함에 따라, 세굴감소 효과는 줄어드는 경향을 보였다. 또한, 세굴감소율은 $U_R=25$ 또는 KC = 8 일 때 급격한 변화를 보였다. Scour protection methods can be categorized as two types: The first is to reduce the horseshoe and wake vortices which are the main reasons for local scour. Either small cylindrical structures or separated vertical deflectors can be placed in front of the pier or the horizontal deflector (or collar) can be attached to the pier like the spoiler to reduce the dynamics of vortical structures. The second is to employ the protection layer to keep the bed material in place, which is a common method with a merit of immediate effect by using block mat or tetrapod. This study examined the effect of scour reduction using the former method. The relationship between the reflector interval and reduction of scour was not clear. It is assumed that the width of the reflector is somewhat correlated with the reduction of the scour. As the KC numbers increases, the Effect of Scour reduction rate is shown to decrease. Also, Scour reduction rate showed a rapid change at $U_R=25$ or KC = 8.

파와 흐름에 노출된 관로 주변부 국부세굴에 영향을 미치는 매개변수

김경호(Kim, Kyoung-Ho),오현식(Oh, Hyoun-Sik),김흥국(Kim, Heung-Guk),손광식(Son, Kwang-Sik) 한국해안해양공학회 2012 한국해안해양공학회 논문집 Vol.24 No.2

이 논문은 천해역에서 파와 흐름에 노출된 관로주변의 세굴을 다루고 있다. 해저관로주변의 세굴특성을 알아보기 위해, 관경, 주기, 파고 및 흐름속도를 달리해 가면서 실험을 수행하였다. 파와 흐름 발생장치가 사용되었고, 흐름은 파와 동일한 방향과 그 역방향으로 발생시켰다. 실험결과를 이용하여, 세굴심과 KC수, Froude 수, Ursell 수 및 속도비등과 같은 무차원 매개변수들과의 상관관계를 분석하였다. 상대세굴심은 속도비 함수가 0에 접근하면 파의 성분에 지배되고, 1에 접근하면 흐름성분에 지배되는 것을 명료히 보였다. 속도비 함수는 파와 흐름이 공존하는 영역에서 관로주변의 세굴변화를 표현할 수 있는 적절한 매개변수임이 입증되었다. 또한 Froude 수와 KC수에 각각 파의 수립자속도와 흐름속도를 고려한 매개변수들은 세굴심을 나타내는데 더 좋은 상관관계를 보여 주었다. This paper deals with the local scour around a pipeline exposed to combined waves and current in the shallow water zone. To investigate the characteristics of the scour around a pipeline on the sea bed, experiments were performed according to the various pipe diameters, wave periods, wave heights, and current velocities. Wave generator and current generator were used for the experiments. Two current directions were used ; co-direction and counter direction to the waves. With the experimental results, the correlations between the scour depths and non-dimensional parameters such as Keulegan-Carpenter number(KC), Froude number(Fr), Ursell number(Ur) and velocity ratio were analysed. The relative scour depths were found obviously to be dominated by the wave component when the velocity ratio function approaches zero and those are gorverned by the current component when the velocity ratio approaches unity. Velocity ratio function was approved to be a proper parameter which is able to express the change of the scour in the combined wave and current zone. Also considering the orbital velocity and the current velocity into Fr numer and KC number respectively, scour depths show more favorable correlationship with the parameters.

파랑 및 정상흐름에 의한 해저관로 주변의 국부세굴 특성 비교

김경호(Kyoung-Ho Kim),오현식(Hyoun-Sik Oh) 한국해양공학회 2011 韓國海洋工學會誌 Vol.25 No.2

The primary purpose of the present study was to investigate the mechanism causing scour around a pipeline placed on the seabed in a shallow water zone. Such submarine pipelines are usually exposed to currents and waves. The present experiments made estimates for each different flow type. The scour width and depth in the equilibrium scour phase were analyzed by non-dimensional parameters. The experiment in this study considered various parameters: pipe diameters, wave periods, wave heights, and current velocities. Using the experimental results, the correlations of scour width, scour depth, and main non-dimensional parameters such as the Fr number and KC number were analyzed. In the case of steady currents, the scour hole was closely related to the bottom velocity, while the scour hole in waves showed a relatively low correlation to the bottom velocity because when exposed to waves the scour hole was restricted according to the movement distance of the water particles during a wave period. However, the scour width under a steady current was not limited because vortex shedding was well developed from having enough time and distance.

파랑에 의한 해저 매설관로 주변의 국부세굴특성

김경호(Kim, Kyoung Ho),김홍훈(Kim, Hong Hoon),오현식(Oh, Hyoun Sik),연주흠(Yeun, Ju Heum) 한국해안해양공학회 2005 한국해안해양공학회 논문집 Vol.17 No.2

사질성 해저바닥 위에 관로가 설치되는 경우 자가매몰 되는 경향이 있는 것은 잘 알려진 사실이다. 본 연구는 해저에 매설된 관로 주변의 국부세굴의 특성을 실험적으로 고찰한 논문이다. 관로의 매설비에 따라 국부세굴심을 측정하였다. 관이 매설된 경우의 국부세굴에서는 배후류가 세굴에 큰 영향인자로 작용하는 것으로 나타났다. 일반적으로 세굴심은 매설비가 클수록 감소하는 경향을 나타내었다. 실험결과를 이용해서 상대 세굴심과 K-C수 및 수정 Ursell수의 상관성을 알아보고 이들의 관계식도 도출하였다. 실험결과 K-C수 및 수정 Ursell수가 증가할수록 세굴영역이 확장되고 세굴심이 증가하는 것으로 나타났다. It is well-known that when pipelines are positioned on a sandy seabed, they have a tendency to bury themselves. This paper presents the results of an experimental investigation on the characteristics of the local scour around the submarine imbeded pipelines exposed to waves. Scour depths were measured according to the imbedment ratios of the pipelines. The results indicated that the effect of lee-wake of the pipe is the key element in the scour process of the submarine imbeded pipelines. In general, scour depths are smaller as the imbedment ratios are larger. Using the experimental results, the relative scour depths are related to Keulegan -Carpenter number and modified Ursell number, and the empirical equations are established. These equations show that the relative scour depths are proportional to above two parameters and the scour region is extended as Keulegan-Carpenter number and modified Ursell number are larger.