투수층 매설에 의한 해빈안정화에 관한 연구

허동수(Hur Dong-Soo),이우동(Lee Woo-Dong),전호성(Jeon Ho-Sung) 대한토목학회 2010 대한토목학회논문집 B Vol.30 No.3B

본 연구에서는 투수층 매설에 따른 해빈안정화의 효과를 논의하기 위하여, 파 · 투과성구조물 · 해빈/해저지반의 상호간섭을 직접해석 할 수 있는 3D-수치모델(LES-WASS-3D; 허동수와 이우동, 2007)을 이용하였다. 이 모델은 투과성구조물 내부의 유체저항으로서 층류저항, 난류저항, 관성저항을 포함하고 있으며 격자 크기보다 작은 와류를 고려하기 위하여 LES기법을 도입하고 있다. 먼저, 기존의 수리모형 실험치와 본 연구의 계산치를 비교 · 검토하여 이용한 수치모델의 타당성 및 유효성을 검증한 후, 해빈 내부에 투수층을 설치하여 수치시뮬레이션을 실시하였다. 수치실험결과를 통하여 투수층 매설에 따른 평균지하수위의 하강, 이안류 강도의 저하 등, 배수의 메커니즘을 파악한 후, 투수층의 배치형태(평균입경, 두께, 매설깊이, 경사) 및 입사파조건(파고, 주기)에 따른 해빈 내부의 평균지하수위분포에 대하여 고찰하였다. The aim of this study is to survey the effects of laying drainage layer in sandy beach on beach stabilization. At first, the numerical model developed by Hur and Lee (2007), which is able to consider the flow through a porous medium with inertia, laminar and turbulent resistance terms, i.e. simulate directly WAve · Structure · Seabed/Sandy beach interaction and can determine the eddy viscosity with LES turbulent model in 3-D wave field (LES-WASS-3D), is validated by comparing with existing experimental data. And then, numerical simulation is carried out to examine the characteristics of wave-sandy beach interaction for a beach with/without drainage layer. From the numerical results, it is shown that mean ground-water level around a foreshore decreases and offshore-ward flow over a seabed reduces in case of a beach with drainage layer. Moreover, the effects of cross profile of drainage layer and incident wave condition on mean ground-water level around a foreshore are also discussed as well the distribution of wave setup around the foreshore.

방류 흐름제어를 위한 투과성 잠제의 적용성 분석

허동수,이우동,Hur, Dong-Soo,Lee, Woo-Dong 한국수자원학회 2016 한국수자원학회논문집 Vol.49 No.1

본 연구에서는 투과성 잠제의 형상 및 평면배치에 따른 방류 흐름제어 기능을 분석하기 위하여 유체 투과성 구조물 해저지반의 비선형 상호간섭을 직접해석 할 수 있는 PBM (Porous Body Model) 기반의 3차원 수치파동수조(NWT; numerical water tank) LES-WASS-3D를 이용하였다. 먼저 이용하는 LES-WASS-3D의 타당성 및 유효성을 확보하기 위하여 투과성 구조물를 통과하는 댐 붕괴파의 전파특성에 관한 수리모형실험과 계산결과를 비교 분석하였다. 투과성 잠제를 고려한 방류시뮬레이션으로부터 투과성 잠제의 적절한 형상 및 평면배치는 방류유속을 저감하고 흐름을 유도하는 데 상당히 효과적인 것을 알 수 있었다. 또한 투과성 잠제의 형상 및 평면배치에 따른 흐름제어에 대한 적용성은 평균류분포, 연직유속분포를 통하여 확인할 수 있었다. The purpose of this study is to examine the control function of discharged flow due to the shape and plane arrangement of permeable submerged breakwater. For the discussion on it in detail, 3-dimensional numerical model based on PBM (Porous Body Model), which is able to simulate directly interaction of Fluid Permeable structure Seabed has been used to simulate water discharge in a NWT (Numerical Water Tank). To verify the applicability, LES-WASS-3D is analyzed comparing to the experimental result about propagation characteristics of dam-break wave through a permeable structure. Using the results obtained from numerical simulation, the effects of the shape and plane arrangement of submerged breakwater on reducing velocity and flow induction have been discussed related to the mean flow distribution and vertical distributions of horizontal velocities around ones.

인공해수욕장에서 사석호안 배후의 모래이동에 관한 수치해석에 관하여

허동수(Dong Soo Hur),정연명(Yeon Myeong Jeong) 대한조선학회 2012 대한조선학회 학술대회자료집 Vol.2012 No.5

지진해일(고립파) 발생시 투수층 매설에 따른 연안에서의 처오름 변화에 관하여

허동수(Dong Soo Hur),구남헌(Nam Hean Goo),박종배(Jong Bae Park),안성욱(Sung Wook An) 대한조선학회 2011 대한조선학회 학술대회자료집 Vol.2011 No.6

지진해일의 발생과 전파에 관한 3차원 수치해석기법(LES-WASS-3D)의 적용성 검토

허동수(Dong-Soo Hur),김강민(Kang-Min Kim) 대한조선학회 2011 대한조선학회 학술대회자료집 Vol.2011 No.6

파랑-흐름 상호작용 하에서 구조물 주변의 세굴에 관한 수치적 고찰

허동수(Dong Soo Hur),전호성(Ho Seong Jeon) 대한조선학회 2011 대한조선학회 학술대회자료집 Vol.2011 No.6

하구유역에서 해수침투와 담수화의 수치해석에 관하여

허동수(Dong-Soo Hur),정영한(Yeong-Han Jeong),안성욱(Seong-wook An),박종배(Jong-Bae Park) 대한조선학회 2012 대한조선학회 학술대회자료집 Vol.2012 No.5

The objective of this study is to analyze nonlinear wave-current interaction directly using LES-WASS-3D. The fully-nonlinear three-dimensional numerical model LES-WASS-3D is upgraded with the addition of salinity and temperature advection-diffusion equation. The numerical simulation was conducted with the consideration of wave in the estuary area with currents from river. Based on the results of the numerical simulation, the wave influence of salt water wedge and fresh water diffusion is discussed.

신기능 잠제의 흐름 제어 기능에 관한 수치적 연구

허동수(Hur, Dong-Soo),이우동(Lee, Woo-Dong),안성욱(An, Sung-Wook),박종배(Park, Jong-Bae) 한국해안해양공학회 2010 한국해안해양공학회 논문집 Vol.22 No.3

실 해역에 잠제를 건설할 경우, 잠제 전면과 배후의 평균수위차로 인하여 잠제의 단부를 중심으로 순환류가 발생하게 된다. 이에 본 연구에서는 잠제 주변의 평균수위를 조절하여 주변 흐름을 제어할 수 있는 신형식 잠제를 제안하여 그 기능을 검토하는 것을 목적으로 한다. 먼저 3차원 수치모델, LES-WASS-3D를 수리모형실험결과와 비교 검토하여 수치모델의 타당성을 검증한 후, 이 모델을 이용하여 신형식 잠제에 대한 수치시뮬레이션을 수행하였다. 수치계산결과를 근거로 신형식 잠제 주변의 흐름제어기능에 대해 논의함과 동시에 신형식 잠제 주변의 평균수위분포, 파고분포, 평균류분포에 대해 고찰하였다. 결과로서 본 연구에서 제안한 신형식 잠제는 잠제 배후의 평균수위를 낮추어서 개구부의 이안류를 줄이는 것을 확인할 수 있었다. In case of constructing submerged breakwaters, the circulation current is occurred around the open inlet because of mean water level difference between front and rear sides of them. The aim of this study is to investigate the flow control structure of new-type submerged breakwater which is able to reduce mean water level at rear side of it. At first, the numerical model (LES-WASS-3D) is validated by comparing with existing experimental data. And then, numerical simulation is carried out to examine wave height, mean water level and mean flow around the newtype submerged breakwater. From the numerical results, it can be pointed out that the new-type submerged breakwater with drainage system reduces the rip current around the open inlet.

슈퍼태풍 내습 시·부산 경남 연안역의 폭풍해일고

허동수(Hur, Dong-Soo),이현우(Lee, Hyeon-Woo),이우동(Lee, Woo-Dong),배기성(Bae, Ki-Sung) 한국해안해양공학회 2008 한국해안해양공학회 논문집 Vol.20 No.1

최근, 전 세계적으로 지구 온난화가 가속화됨에 따라 해수면의 온도가 상승함과 동시에 태풍의 강도도 커지고 있는 실정이다. 우리나라의 경우에도 태풍을 연구하는 많은 학자들이 머지않은 미래에 슈퍼태풍이 내습할 것으로 예측하고 있다. 따라서 본 연구에서는 태풍 Maemi의 시동경로에 미국을 강타한 허리케인 Katrina(미국 뉴올리언스, 2005)와 태풍 Durian(필리핀, 2006) 및 태풍 Vera(일본 이세만, 1959)의 태풍특성(중심기압, 최대풍속반경,이동속도 등)을 조합하여 수치시뮬레이션을 실시하였다. 그 결과, 부산 경남 연안역 대부분의 지점에서 Maemi의 경로에 Durian과 Vera를 진행시킨 경우, Maemi내습 시보다 약 1.5~2.0배 높은 폭풍해일고를, Katrina의 경우, 약 4.0배 이상의 높은 폭풍해일고를 나타내었다. 이상과 같은 최대폭풍해일고의 수치로서 슈퍼태풍의 위험성을 충분히 인지하여 최적의 방재시스템을 구축하는 것이 폭풍해일의 재해예방 및 최소화를 위하여 조속히 해결하여야 할 과제이다. Recently, the unusual climate change is happening from the global warming in the whole world, the Korean peninsula is also no exception. It is predicted by many researchers that, in the near future, the Super-Typhoon of overwhelming power will occur due to rising temperatures on the sea surface around the Korean peninsula. In this study, numerical simulation has been performed with the Super-Typhoons which combined route of Typhoon Maemi with typhoon conditons of Hurricane Katrina (New Oleans in U.S.A, 2005), Typhoon Durian (philippine, 2006) and Typhoon Vera (Ise Bay in Japan, 1959) at Busan and Gyeongnam coastal area which has been badly damaged due to storm surge every year. From the numerical results, it is revealed that the storm surge heights of the Super-Typhoons are higher than that of Maemi, specially the storm surge height in the case of Katrina is about 4 times larger. So, it can be pointed out that the construction of countermeasures against disasters are very important in order to prepare against an attack of the Super-Typhoons.

해역구조물을 통한 월파의 3차원 수치계산기법의 개발

허동수(Hur, Dong-Soo),김인철(Kim, In-Chul) 한국해안해양공학회 2006 한국해안해양공학회 논문집 Vol.18 No.4

소파호안과 같은 해역구조물을 통한 월파량 산정에 수치해석기법을 적용하기 위하여 투과성 구조물의 취급 및 쇄파현상의 재현이 가능한 수치해석기법을 발판으로 하여 쇄파발생으로 인한 기포의 유입과 호안 배후의 월파로 인한 물방울의 자유낙하 및 사면유하 등을 고려할 수 있는 기법을 추가한 새로운 3차원 수치해석기법을 제안하여, 기존의 수리모형실험과 비교함으로써 그 타당성을 검증하였다. 소파호안을 대상으로 Ursell 수(=L²H/h³)가 커질수록 3차원 계산에 의해 얻어지는 월파유량은 증가하였으며 실험결과와도 잘 일치하고 있는 것을 확인하였다. 또한, 월파량 산정에 2차원 및 3차원수치해석기법을 이용할 경우의 차이점에 관하여 논의하였다. In three dimensional wave field, a direct numerical simulation model, which is able to handle free-fall and slope-fall of a waterdrop due to overtopping, is proposed to evaluate the overtopping rate on the coastal structures like an absorbing revetment. A comparison between the numerical model and existing experimental results for overtopping rate was made to validate the proposed numerical model's accuracy, and showed fairly good agreement between them. It is confirmed in numerical and hydraulic(existing) model test that the overtopping quantity on a absorbing revetment becomes larger with an increase in Ursell number. Also, the overtopping rate estimated by 3-D numerical model is compared with it obtained by 2-D numerical model.