자오 변형률에 근거한 2절검 축대칭 셸요소

유하상,신효철,Ryu, Ha-Sang,Sin, Hyo-Chol 대한기계학회 1997 大韓機械學會論文集A Vol.21 No.6

Two shear-flexible curved axisymmetric shell elements with two nodes, LCCS(linear curvature and constant strain) and CCCS(constant curvature and constant strain) are designed based on the assumed meridional strain fields and shallow shell geometry. At the element level, meridional curvature, membrane strain and shear strain fields are assumed by using polynomials and the displacement fields are obtained by integrating the assumed strain fields along the shallowly curved meridian. The formulated elements have high order displacement fields consistent with the strain field. Several test problems are given to demonstrate the performance of the two elements. Analysis results obtained reveal that the elements are very accurate in the displacement and the stress predictions.

변형률에 근거한 2-절점 곡선보 요소

유하상,신효철,Ryu, Ha-Sang,Sin, Hyo-Chol 대한기계학회 1996 大韓機械學會論文集A Vol.20 No.8

It is well known that in typical displacement-based curved beam elements, the stiffness matrix is overestimated and as a result displacement predictions show gross error for the thin beam case. In this paper, a stain based curved beam element with 2 nodes is formulated based on shallow beam geometry. At the element level, the curvature and membrane strain fields are approximated independently and the displacement fields are obtained by integrating the strain fields. Three test problems are given to demonstrate the numerical performance of the element. Analysis results obtained reveal that the element is free for locking and very effectively applicable to deeply as well as shallowly curved beams.

스펙트럼 파랑모형에서의 쇄파모형

조용준(Cho, Yong-Jun),유하상(Ryu, Ha-Sang) 한국해안해양공학회 2007 한국해안해양공학회 논문집 Vol.19 No.4

주파수영역에서 쇄파로 인한 에너지 소산에 관한 그 동안의 논쟁은 주파수의 함수인 소산항의 구체적 형태를 중심으로 진행되어왔다. 본 연구에서는 추계학적 쇄파모형과 이에 기초한 스펙트럼으로부터 소산항을 유추하였다. 기존의 인식과는 상이하게 소산항은 주파수의 삼차함수인 것으로 판단된다. 검증작업은 SUPERTANK Laboratory Data Collection Project(Krauss et al., 1992)에서 축적된 실험자료를 기초로 진행되었다. 추가적인 검증을 위해 단조해안에서의 Cnoidal 파랑의 천수과정을 스펙트럼 파랑모형과 제시된 쇄파모형을 차용하여 수치모의하였다. 그 결과 쇄패대역에서 진행되는 파랑의 왜도와 비대칭성의 진화과정이 비교적 정확히 모의되는 성과를 얻었다. There is still a controversy going on about how to model energy dissipation due to breaking over frequency domain. In this study, we unveil the exact structure of energy dissipation using stochastic wave breaking model. It turns out that contrary to our present understanding, energy dissipation is cubically distributed over frequency domain. The verification of proposed model is conducted using the acquired data during SUPERTANK Laboratory Data Collection Project (Krauss et al., 1992). For further verification, we numerically simulate the nonlinear shoaling process of Conoidal wave over a beach of uniform slope, and obtain very promising results from the viewpoint of a skewness and asymmetry of wave field, usually regarded as the most fastidious parameter to satisfy.

마산만 재해방지시설을 이용한 해수교환 방안에 관한 연구

김권수(Gweon-Su Kim),유하상(Ha-Sang Ryu),김강민(Kang-Min Kim) 한국항해항만학회 2013 한국항해항만학회지 Vol.37 No.6

마산만은 반폐쇄성 해역으로, 느린 유속과 육상오염물질의 하천부하 등으로 인해 심각한 수질문제를 가지고 있으며, 동시에 폭풍해일에 취약한 입지적 특성을 나타내고 있다. 이 중 폭풍해일 저감대책으로 제시된 재해방지시설을 운용함과 동시에 이를 마산만 내측 수질개선에 활용하는 방안을 모색하였다. 즉, 재해방지시설을 가동하여 마산만 내측과 외측의 수위조건이 다를 때 발생하는 수두차를 이용하여 만 내ㆍ외의 해수를 교환하였다. 재해방지시설의 위치를 기존 만 입구부, 마창대교 인근, 그리고 돝섬 인근으로 가정하였으며, 선박운항 횟수와 연간조위를 분석하여 통항빈도가 가장 낮은 새벽시간(01∼05) 및 수두차가 가장 큰 대조기에 운용된다고 가정하였다. 또한, 재해방지시설과 함께 약 10km 길이의 유출ㆍ입 관로를 통한 내ㆍ외해수의 해수교환 촉진을 위한 추가 실험안을 구성하였다. 수치모의 결과, 현재상태의 경우 마산만 전체 해수교환율은 38.62%을 나타냈으며, 모든 실험안에서 마산만 내 모든 구역에서 꾸준한 증가 추세를 보이고 있다. 이에 반해, 마산만 입구부와 비교한 마산만 내측의 해수교환율은 매우 낮게 나타나 반폐쇄성 내만해역의 특성을 잘 재현하는 것으로 판단된다. 재해방지시설과 관로를 이용한 실험안을 분석한 결과, 현재상태와 비교하여 재해방지시설을 운용한 경우 해수교환율이 높고, 그 운용빈도가 많아질수록 더 많은 순환이 이루어지는 것으로 나타났다. 또한, 재해방지시설에 의해 발생된 수두차를 이용하여 관로를 통해 해수를 유입 혹은 유출한 경우 마산만 가장 내측의 수질이 개선되는 것으로 나타났다. 재해방지시설의 위치는 마창대교 남측과 비교하여 마산만 입구와 돝섬에 위치한 경우 해수교환 효과가 더 좋게 나타났다. 한편 마산만 전체영역에 대한 해수교환율은 만 입구에 재해방지시설이 위치한 경우가 돝섬에 위치한 경우보다 높지만, 마산만 내측을 포함한 해수교환율은 반대로 돝섬에 위치한 경우가 더 높게 나타났다. Masan bay with a semi-enclosed waters has serious water quality problems due to the low flow and river pollution load from land, and shows the vulnerable locational characteristics to storm surge. We are seeking the way of both operating disaster prevention facilities and water quality improvement measures in the bay. That is, the water was exchanged using the head difference occurred by operating disaster prevention facilities. The location of disaster prevention facilities was assumed to be in the inlet of the bay, in the vicinity of Machang bridge, and in the vicinity of Dot island and the operation time was assumed to be early morning hours(01∼05) considering the number of shipping passage and annual tide, and spring tide of the largest head difference. In addition, the experiment case of water exchange including the in-outflow feeder pipe was tested. According to the simulation results, water exchange rate in all experiments has shown a steady increase. Water exchange rate of the whole of Masan bay in the case of present is 38.62%. The water exchange rate of the inside of Masan bay compared with the inlet of bay, appeared to be very low. Thus, we judged that the characteristics of semi-enclosed waters were well reproduced. On the results of the experiment of disaster prevention facilities and in-outflow feeder pipe, the case of the operation of disaster prevention facilities, water exchage rate is high compared with the case of present. And, the higer the operating frequency, the more water exchange is appeared. The cases of water exchange prevention facilities through the in-outflow feeder pipe caused by the head difference, also showed the higest improvement of the water quality. Compared with the south of Machang bridge, the effect of water exchange was better in the inlet of Masan bay and Dot island. On the other hand, the inlet of Masan bay is higer than Dot island as for water exchange of the whole of Masan bay, but opposite, water change rate including Masan inside was higher in the case of Dot island.

해운대 해빈에서 특정 외력하의 표사이동 특성

김권수(Gweon-Su Kim),유하상(Ha-Sang Ryu),박형수(Hyoung-Su Park),김강민(Kang-Min Kim) 한국항해항만학회 2013 한국항해항만학회지 Vol.37 No.6

해운대 해수욕장은 육지로부터 유입되는 모래 공급원의 감소와 고파랑 및 반사파 등의 영향으로 백사장의 폭이 매년 감소하는 것으로 나타났다. 표사이동에 따른 해빈변형 문제를 해결하기 위해서는 해빈류의 특성을 예측할 필요가 있다. 본 연구에서는 해운대 해수욕장에 대한 장기적이고 종합적인 관측자료를 바탕으로, 계절별 대표파랑과 이상파에 대한 해빈류 및 표사이동 수치실험을 실시하였다. 여름에는 평상파 및 S계열 파랑에 의해서 해빈류는 연안을 따라 동쪽으로 흘러 미포측에서 퇴적되는 양상을 보이고, 겨울에는 평상파 및 E 계열의 파랑에 의해 해빈류는 서향하여 동백섬 인근에서 퇴적양상을 보이고 있다. 50년빈도 고파랑 내습시 SSW 파랑은 해운대 중앙에서 이안류가 발생하고, ESE 파랑은 미포측에서 연안을 따라 서측으로 흐름을 발생시키는 것으로 나타났다. The width of Haeundae beach has been decreasing annually due to the loss of sand from land, high waves, reflected waves, etc.. The accurate prediction of wave-induced currents is indispensible to analyze the beach deformation due to the sediment transport. In the this study, Numerical experiments were performed with seasonal representative wave on the basis of a long term and comprehensive survey data. In summer, we found the deposition of Mipo by longshore current eastly by ordinary and S waves, and in winter, the deposition of Dongback-island by longshore current westly by ordinary and E waves. In addition, rip current occurs in the middle of Haeundae beach by 50 year return period wave and current westly along the coast by ESE directional wave.

구조물 설치에 따른 봉포 해수욕장 연안 표사수지 평가

김권수(Gweon-su Kim),유하상(Ha-sang Ryu),김석천(Seok-cheon Kim),김맹진(Mang-Jin Kim) 한국연안방재학회 2020 한국연안방재학회지 Vol.7 No.4

The coastal areas of South Korea are experiencing changes in erosion and sedimentation due to the irregular movements of silt and sediment in rivers and coasts. Erosion is particularly significant on the east coast due to changes in wave characteristics caused by the construction of artificial structures. Coastal erosion can be mitigated by evaluating coastal sediment budget based on long-term changes in wave characteristics and climate and by establishing a clear coastal management system accordingly. We investigated the changes in the movement of sand by waves, by performing an experiment to estimate the amount of sediment movement for Bongpo Beach that has been categorized as “severe” in the coastal erosion status data of the Ministry of Oceans and Fisheries(Ministry of Oceans and Fisheries, 2019). 54 representative waves were generated with input reduction tools. Each representative wave was used as input data for the Delft3d flow model and the SWAN wave model. And the final sedimentation results were calculated by considering the ratio corresponding to each representative wave. Finally, the four submerged breakwater and the one groin, which are currently installed in front of Bongpo, were simulated to analyze the changes in sedimentation before and after the structure.

장기파랑 자료수를 제어한 퇴적물이동 계산시간 감소 방안

김권수(Gweon-su Kim),유하상(Ha-sang Ryu),김상훈(Sang-hoon Kim) 한국연안방재학회 2021 한국연안방재학회지 Vol.8 No.4

In order to solve the difficulty of performing a numerical model using a long-term wave time series, a method of reducing wave time series was considered. And Numerical simulation of the sediment by the Delft3d model at the Maengbang Beach was conducted to verify the validity of the method. NOAA wave data were collected for about 40 years from January 1979 to May 2019. Among them, waves, which are judged to have insignificant effect on the beach, were removed and the wave time series was reduced. To this end, the entire wave time series was graded at intervals of 0.5m, period 2sec, and wave direction 10° to generate a total of 749 representative waves, and a numerical simulation of sediment was performed for each representative wave for 1 day. When the maximum sediment height was less than 0.01m/day, it was assumed that the influence of the representative wave on the area was negligible. As a result of conducting numerical simulation of the sediment using the 23-month real-time waves and the wave by the reduced time series, the difference between the two simulation results indicates a local sedimentation difference of 0.1 to 0.5 m near Deokbongsan. There is a difference in sedimentation of 0.01 to 0.1m overall, and the pattern of repeated erosion and sedimentation along the entire coast is very similar to both real-time waves and reduced time series waves.

영암-금호방조제 방류에 의한 해역의 수리적 특성

김강민(Kang-Min Kim),김상훈(Sang-Hoon Kim),유하상(Ha-Sang Ryu),정대득(Dae-Deuk Jeong) 한국항해항만학회 2004 한국항해항만학회지 Vol.28 No.10

목포항 인접해역은 영산강 하구둑과 영암-금호방조제 건설로 인하여 많은 변화를 가져왔다. 특히, 영산강 하구둑과 영암-금호방조제 방류에 의한 영향은 조류속 변화와 퇴적특성 변화와 같은 환경적 영향을 초래하기 때문에 중요하다. 본 연구에서는 영암 금호방조제, 영산강 하구둑 방류현황을 수집ㆍ분석하고, 이를 바탕으로 하여 기존의 수치모형실험에서 간과되어 온 방류와 관련된 각종 실험계수를 재조정하여 수치모의를 수행하여 인근 해역 특성을 분석하였다. 영암-금호방조제에서의 방류량에 따른 조류변화를 파악하였으며 이에 기초하여 퇴적특성변화를 비교한 결과, 조류 순환과 밀접한 관련이 있음을 알 수 있었다. Due to the development of Yongsan river estuary weir and Yongan-Kumho sea dike, Mokop coastal area is changed. Especially, Discharged water through Yongsan river estuary weir and Yongam-Kumho sea dike, may cause the environmental influences such as the changes of currents pattern and sedimentation in the vicinity of semi-closed Mokpo harbor. This study deals with the collection and analysis of discharge through estuary weir and sea dike, based on that, we analyzed a characteristics of a sea area from simulation. As the results of this study, it was known that discharge caused the changes of a tidal currents pattern and calculated depth variations showed close relation with tidal circulation.

이안제를 지나는 좌·우측 회절 파랑의 위상차가 항내 파고에 미치는 영향

김탁겸(Tak Kyeom Kim),권경환(Kyong Hwan Kwon),유하상(Ha Sang Ryu),김경수(Gyung Soo Kim) 한국해안해양공학회 2016 한국해안해양공학회 논문집 Vol.28 No.6

이안제 좌·우측으로 각각 분기되어 진행하는 파랑은 회절에 의해 이안제 배후 안쪽으로 휘어져 위상간 간섭을 일으키며 중첩되면서 전파된다. 지형적인 여건으로 진행방향이 같아지게 되고 항 입구부로 향한다면 파랑의 에너지 중첩에 의한 영향이 항내로 나타날 수 있다. 본 연구에서는 항 입구부에 이안제가 설치되는 경우, 이안제 길이에 따라 발생하는 좌·우측 회절 파랑의 위상차가 항내 파고에 미치는 영향을 수치실험을 통해 검토하였다. 이로부터 항내에서의 파고는 이안제의 길이에 따른 좌·우측 회절파랑의 위상차에 의한 중첩의 영향으로 증폭 혹은 상쇄되어 나타남을 확인하였다. The traveling waves of the left and right of the detached breakwater are bent behind the detached breakwater by diffraction, causing phase interference, superimposed and propagated. If the direction of the waves becomes same and they head to the entrance of a port due to the geographical conditions, superimposed wave energy could influence inside of a port. In this study, we investigated the influence of the phase difference of the left and right diffraction waves generated according to the length of the detached breakwater on the wave heights in a port through numerical experiments when the detached breakwater at a port entrance is installed. From this result, it was confirmed that the wave heights in a port is increased or decreased by the influence of superimposed caused by the phase difference of the left and right diffraction waves due to the length of the detached breakwater.

항내수질 개선을 위한 친환경 외곽시설에 관한 연구

김강민(Kang-Min Kim),강석형(Suk-Hyong Kang),유하상(Ha-Sang Ryu),김상훈(Sang-Hoon Kim) 한국항해항만학회 2003 한국항해항만학회지 Vol.27 No.2

파랑에너지를 차단하고 항내 정온을 확보하기 위해 설치된 외곽시설인 방파제는 불투과성이기 때문에 항만을 폐쇄성으로 만들 수 있으며, 항내ㆍ외간의 해수교환은 급격히 감소될 수 있다. 항만개발의 최근 추세는 항내의 수질 보호와 친수성이 강조되어, 기존의 불투과성 방파제의 일부에 투과성으로 설계한 제체투과성 해수교환방파제를 설치하는 것으로 나타났다. 이 경우 외해의 에너지가 항내로 전달되어 항내 오염물질의 희석률 증대와 함께 외해로 배출되도록 하고 있다. 오염이 심화된 항만(남해 동부해안에 위치한 삼천포 구항)에서 항내 수질을 개선하기 위한 방안은 육상오염원을 제거하는 것이 최선이나, 폐쇄성이 큰 항만의 경우, 외해와의 해수순환을 강화시켜야만 한다. 즉, 기존의 항만에서의 항내 수질개선을 위해서 외곽시설의 일부에 해수소통구를 두는 방법이 가장 최선이라 할 수 있다. 본 연구에서는 항내 오염이 심각한 항만을 대상으로 하여, 해수소통구를 통한 해수순환 양상을 수치계산을 통해 검토하고 수반되는 해수교환율을 검토하였다. 본 연구에서는 유한차분법으로 수치모델을 구성하였으며, 해수소통구 도입에 따른 항내의 해수순환 및 해수교환율을 평가하였다. Due to the impermeability of outer wall facilities such as Breakwaters which dissipates the wave energy and keeps harbor tranquility, the enclosed area of harbor becomes partially blocked and the water exchange can be reduced. Recent trends of port development protect water quality and emphasize Water-Front, so the method which enhances the circulation of harbor waters and the dilution of the water pollutants are studied. The best improvement of water quality is a remove of pollutant source on land, but an enclosed port must be enhanced the tidal exchange. For this end, the best improvement may be made a drain-route on the existing outer wall facilities. In this study, the numerical computations were carried out to predict the circulation of harbor waters and the tidal exchange through the drain-route in the polluted harbor(Samchonpo-guhang) located at the east coast of South Sea. Computational models adopting FDM(Finite Difference Method) were used here and were already verified from the previous studies and ocean survey. As a result of this study, circulation and the tidal exchange at the harbor before and after introduction of drain-route were assessed.