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        • KCI등재

          연직구조물에 작용하는 고립파 파력 특성에 관한 실험

          한세종,서규학,조용식,Han,,Sejong,Seo,,Gyu-Hak,Cho,,Yong-Sik 한국수자원학회 2014 한국수자원학회논문집 Vol.47 No.11

          In this study, a series of hydraulic experiments are conducted to measure wave pressure on vertical structures with incident solitary waves that well represent characteristics of tsunamis. The pressure transducers measure time histories of wave pressure according to wave height to see pressure distribution. The force of incident solitary wave is estimated from integrated pressure distributions and represented with square and cylindrical columns. Experimental measurements are compared with the predictions of existing empirical formulas frequently used to design of coastal structures. 본 연구는 고립파를 이용하여 수중에 설치된 연직구조물에 작용하는 지진해일 파력 측정 수리실험을 수행하였다. 다수의 파압계를 이용하여 구조물에 작용하는 파압분포를 측정하였고 측정된 파압분포를 통해 파력을 산출하였다. 측정된 실험결과를 바탕으로 해안구조물 설계에 사용되는 파압예측 경험식과 비교하였고 구조물 단면현상에 따라 파압분포의 차이를 분석하였다. 또한, 구조물 전 후면에서 파고측정을 통해 입사파와 투과파를 비교하였으며 구조물의 형상이 파고변화에 미치는 영향을 분석하였다.

        • 연직구조물에 작용하는 고립파 파압 분석

          한세종,조용식 한국방재학회 2014 한국방재학회 학술발표대회논문집 Vol.2014 No.-

          내륙으로 범람한 지진해일은 구조물의 전도, 붕괴, 유실 등 다양한 피해를 발생시킨다. 2011년 발생한 동일본 지진해일 피해사례에 의해 다양한 연구들이 내륙으로 범람한 지진해일과 구조물의 상호작용 관계에 대해 분석하는 방향으로 연구가 집중되고 있고, 정확한 지진해일 하중산정을 통해 구조물의 피해를 최소화하기 위해 노력하고 있다. 이에, 본 연구에서는 지진해일의 특성을 잘 나타내는 고립파를 이용하여 연직구조물에 작용하는 파압을 2차원 수리실험을 통해 제시한다. 2차원 수리실험은 총 길이 32m의 고립파 발생이 가능한 피스톤 서보타입의 조파기가 설치된 2차원 조파수조에서 수행하였다. 일반적으로 먼 바다로부터 전파된 고립파는 쇄파가 발생하지 않기 때문에 쇄파가 발행하지 않는 조건인 상대파고() 0.1∼0.2로 하였고, 조파기로부터 발생된 고립파가 구조물에 도달하기 전까지 바닥마찰에 의해 발생하는 파고감소 영향을 최소화하기 위하여 구조물 전면에 파고계를 설치하여 파고를 분석하였다. 구조물에 작용하는 파압을 측정하기 위하여 아크릴로 제작된 구조물에 파압계를 연직으로 설치하여 파고변화에 따라 발생하는 파압분포를 동시에 측정하였으며, 발생한 최대 파압으로 파압분포도를 나타내었다. 2011년 동일본 지진해일 피해사례에 의하면 다수의 구조물이 유실 또는 전파되었으나 일반적으로 큰 창문과 문 또는 피로티 형식으로 된 구조물은 잔존한 것으로 보고되었다. 이에, 실험 구조물에 추가적으로 개구부가 존재하는 형태의 구조물을 이용하여 단순한 형태의 연직 구조물과 개구부가 존재하는 구조물에 발생하는 파압을 비교하여 개구부의 크기가 파압감소에 미치는 영향을 수리실험을 통해 도시하였다. 본 연구를 통해 직사각기둥에 발생하는 고립파의 연직파압을 측정하여 구조물에 작용하는 파력 산정하여 지진해일과 구조물에 상호작용관계를 분석하였으며, 정면에 개구부의 크기를 변화시켜 개구부가 파압을 감소시키는 영향에 대해 실험을 통해 제시하였다. 이를 통해, 지진해일 발생시 구조물에 작용하는 파력을 추산하여 연안 구조물에 발생이 가능한 피해규모를 예측 할 수 있도록 하였다.

        • 부유식구조물에 의한 사석경사제에서의 처오름높이 분석

          한세종,윤재선,조용식 한국방재학회 2011 한국방재학회 학술발표대회논문집 Vol.10 No.-

          본 연구에서는 사석경사제 전면에 부유식구조물 설치하여 처오름을 감소시키는 방파제 보강방안을 제안한다. 부유식구조물 설치에 의한 사석경사제에 발생하는 처오름 특성을 검토하고자 일본에서 개발한 수치파동수조(CADMAS-SURF)를 이용하여 수치모의를 실시하였다. 부유식구조물의 설치와 흘수심을 변형시켜 처오름높이를 측정하였으며, 부유식구조물의 흘수심이 증가할수록 사석경사제에서의 처오름높이가 감소함을 확인하였다.

        • KCI등재

          연직구조물에 작용하는 고립파 파력 특성에 관한 실험

          한세종,서규학,조용식 한국수자원학회 2014 한국수자원학회논문집 Vol.47 No.11

          본 연구는 고립파를 이용하여 수중에 설치된 연직구조물에 작용하는 지진해일 파력 측정 수리실험을 수행하였다. 다수의 파압계를 이용하여 구조물에 작용하는 파압분포를 측정하였고 측정된 파압분포를 통해 파력을 산출하였다. 측정된 실험결과를 바탕으로 해안구조물 설계에 사용되는 파압예측 경험식과 비교하였고 구조물 단면현상에 따라 파압분포의 차이를 분석하였다. 또한, 구조물 전 후면에서 파고측정을 통해 입사파와 투과파를 비교하였으며 구조물의 형상이 파고변화에 미치는 영향을 분석하였다. In this study, a series of hydraulic experiments are conducted to measure wave pressure on vertical structures with incident solitary waves that well represent characteristics of tsunamis. The pressure transducers measure time histories of wave pressure according to wave height to see pressure distribution. The force of incident solitary wave is estimated from integrated pressure distributions and represented with square and cylindrical columns. Experimental measurements are compared with the predictions of existing empirical formulas frequently used to design of coastal structures.

        • 외부흐름이 존재하는 함몰 지형을 통과한 파랑의 반사율 해석

          이준환,한세종,조용식 한국방재학회 2012 한국방재학회 학술발표대회논문집 Vol.11 No.-

          본 연구에서는 외부흐름이 존재하는 함몰 지형을 통과한 파랑의 반사율을 고유함수전개법을 이용하여 해석하였다. 수심이 급격하게 변하는 지점과 외부흐름이 변하는 부분을 작은 구간으로 나누었으며, 정확한 반사율 계산에 필요한 구간의 수와 소멸파 성분의 개수를 검토하였다. 그리고 외부흐름과 함몰지형의 변화에 따른 반사율의 특징을 서술하였다.

        • PIV시스템을 이용한 유공 부유식방파제의 유동특성 연구

          윤재선,한세종,조용식 한국방재학회 2011 한국방재학회 학술발표대회논문집 Vol.10 No.-

          본 수리모형실험에서는 입사면 흘수심구간에 유공을 두어 진행하는 입사파랑을 일부 흡수하도록 하였고, PIV시스템을 이용하여 부유식방파제 주변 및 흘수심 단면적내의 유동장을 분석하였다.

        • KCI등재

          유역기반의 수문, 수리, 침식 및 유사이송 모의를 위한 통합모형

          김종호,한세종,조용식 한국방재학회 2014 한국방재학회논문집 Vol.14 No.5

          In this study, a combined model that is simultaneously capable of considering hydrological processes, flow dynamics, erosion and sedimenttransport is presented. The developed model, called tRIBS-FEaST, not only solves many hydrologic processes such as interception, evapotranspiration,infiltration, runoff production, and groundwater dynamics, but computes two governing equations: the Saint-Venant flow andHairsine-Rose erosion and sediment transport equations. The predictions of the combined model are compared and verified with the measurementsof an experimental flume study with a satisfactory accuracy. The spatial distributions of morphological variables also provide aninteresting result, i.e., even the same amount of rainfall can vary the concentrations and deposited masses of each particle size depending onthe early and late time addressed. This phenomenon is consistent with "non-uniqueness" that morphologic response to given rainfall or runoffis not always identical. A hypothesis suggested in this study is that the deposited layer in which the amount and composition of the layeris continuously changing can be one of the reasons for this phenomenon. Thus, following analysis based on many data measured in watershedswill be necessary to fully verify the hypothesis and in the end, the model will be more useful when it is applied to a future climatecondition where previous developed hydraulics-based erosion models cannot be used due to unknown boundary conditions. 본 연구에서는 수문과정들은 물론 수리흐름, 침식, 및 유사이동 현상들도 동시에 모의할 수 있는 통합모델을 제시하였다. 개발된 이 모델은 tRIBS-FEaST 모델로 명명되었으며, 차단, 증발산, 침투, 유출, 지하수의 동적모의 등의 여러 수문현상들을 고려함과 동시에, 흐름의 움직임에 대한 Saint-Venant 방정식과 침식 및 유사이송에 대한 Hairsine-Rose 방정식을 함께 계산할 수 있도록 하였다. 개발된 통합모형은 최근 수로에서 수행된 실험결과값과 성공적으로 비교 검증되었으며, 실험에서 측정하기 힘든 공간분포에 대한 결과로부터,동일한 양의 강우에 대해 입자들의 농도와 퇴적량의 크기는 초기와 말기의 경우 매우 상이하다는 사실을 발견하였다. 이는 같은 지형,같은 토양 조건에서 동일한 강우나 유출에 대한 침식 퇴적 작용의 반응은 항상 동일하지 않다는 non-uniqueness 현상과 일치하며, 양과 구성에 있어 퇴적층의 시간적 변화가 이 현상의 원인이 될 수 있다는 가설을 제시하였다. 유역연구의 자료가 충분히 존재하여 후속연구가 수행된다면 본 연구에서 제안된 가설을 검증할 수 있을 것이며, 경계조건이 존재하지 않아 미래의 기후조건에 대해 모의를 수행할 수 없었던 수리학적 침식모형들을 보완하여 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

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