본 연구에서는 공진을 유도하는 수로를 이용한 새로운 개념의 유공방파제를 제안하려 한다. 공진수로에는 유공판을 설치하여 흐름 분리현상에 의한 파랑에너지의 소산을 유도한다. 종래의 수실과 유공벽을 이용한 방파제에 비하여 공진수로 내장형 유공방파제는 두 가지의 장점을 들 수 있는데, 하나는 목표 차단파랑에 따라서 수로의 설계가 용이하며 보다 장주기 파랑에 대하여도 적용이 가능하다. 또 하나는 유 공부가 쇄파력이 집중되는 수면부근보다 아래에 위치함으로써 구조적 안정성이 개선된다. 파랑에너지의 소산은 방파제 전면에서의 반사율로 서 평가하였고, 수치해석은 선형 포텐셜 이론에 기초한 Galerkin의 유한요소모델을 이용하였다. 수로의 고유주기와 입사파의 주기가 일치하는 부근에서 적절한 에너지 손실을 확인할 수 있었으며 에너지 손실의 양은 수로의 형상, 위치 및 유공율의 영향을 받았다.

수중구조물은 해수면 아래에 건설되어 경관을 유지하며 파랑 에너지 감쇠를 통해 정온역을 형성할 수 있다. 특히 공명 현상에 의한 Bragg 반사를 이용한 다열 수중구조물은 재료량을 대폭 절감할 수 있다는 경제적 장점이 있어 오늘날 파랑으로부터 해안 도시를 보호하기 위하여 많이 사용된다. 그러나 오랜 시간동안의 수중구조물 사이 퇴적 작용은 수중구조물의 성능에 영향을 주어 초기 설계값과 다른 특성을 나타내어 해안 도시 안전에 위협을 가할 수 있다. 본 연구에서는 다열 수중구조물 사이 퇴적에 의한 파랑의 반사율을 고유함수전개법을 이용하여 해석하였다. 정확한 반사율 계산에 필요한 구간의 수를 검토했으며, 소멸파 성분의 개수를 16개로 제안하였다. 수중구조물의 개수가 증가할수록 최대반사율이 증가하며 완전투과를 나타내는 상대수심의 수가 증가하였다. 퇴적 높이가 증가할수록 공명 현상 효과와 최대반사율이 감소하며, 최대반사율을 나타내는 상대수심의 위치 또한 변함을 확인하였다. 또한 퇴적 높이에 따른 반사율 양상이 상대수심마다 상이하였다. 그러므로 다열 수중구조물 설계 시 퇴적에 의한 성능 변화를 고려하거나, 준설작업을 통한 수중구조물 유지보수가 필요하다.

본 연구에서는 파트린드 저수지의 유입부에서 댐 구조물까지 대상구간으로 설정하고 상류유입 유량, 유사 및 수문 운영에 따른 장기 퇴적양상을 EFDC 모형을 이용하여 5년에 걸쳐 모의하고 배사문 운영을 통한 배사효과에 대하여 모의하였다. 배사문 운영결과 배사시 수로를 형성하여 주로 수로를 따라서 활발히 발생하는 것으로 나타났으며 이는 기존 저수지 배사의 물리적인 특성을 잘 반영하는 것으로 판단된다. EFDC 모형의 모의결과로부터 취수구 전단부에서의 입도분포와 특정입경의 유사도달 여부 등 다양한 정보를 얻을 수 있었으며 향후 저수지 운영에 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

본 연구에서는 다양한 외부흐름에 대한 평탄한 지형을 통과하는 파랑의 반사율을 해석적으로 계산하였다. 수심이 일정한 지형에 외부흐름을 작은 구간의 계단형으로 단순화하였다. 계산에 필요한 적절한 구간의 수와 소멸파 성분의 개수를 제안하였다. 아울러, 외부흐름의 변화와 다양한 양상에 따른 반사율의 특징을 서술하였다.

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.

본 연구에서는 함몰지형의 바닥부분의 폭을 조정하면서 함몰지형위로 정현파가 통과할 때 파랑의 반사율을 수치실험을 통하여 해석하였다. 함몰지형을 이용하는 것은 선박의 항로를 기존의 방파제나 수중방파제를 이용하여 확보하기 어려운 경우 함몰지형을 통하여 파랑을 제어하는데 효과적인 방법이다. 함몰지형은 해안가의 준설작업으로 만들어진 지형을 재활용함으로써 비용의 부담이 없다는 경제적인 장점이 있다. 함몰지형의 반사율을 해석하기 위하여 수치해석으로 사용한 모형의 지배방정식으로는 Navier-Stokes 방정식을 사용하였다. 또한, 자유수면의 변위를 정확하게 해석하기 위하여 VOF기법을 적용하였다. 수치모형실험 수심과 파장의 비를 적용하여 천해영역과 중간수심의 영역에 대하여 함몰지형을 지나는 파랑의 반사율을 해석하였다. 해석한 결과 함몰지형의 옆면의 기울기가 완만할수록 반사율은 감소하고, 기울기가 가파를수록 반사율을 증가하였다. 천해영역의 경우 중간수심영역보다 지형의 영향을 더 많이 받으므로 천해영역의 반사율이 더 크게 나타남을 알 수 있었다.

본 연구에서는 고유함수 전개법을 이용하여 다양한 형태의 함몰지형 위를 통과하는 파랑의 반사율을 계산하였다. 기울기와 곡률이 변하는 지역에 고유함수 전개법을 적용하여 해석 시 필요한 적절한 구간의 수와 소멸파 성분의 개수를 제안하였다. 천해역 및 중간수심영역을 만족하는 조건에서 다양한 형태의 함몰지형에 대해 반사율을 계산하여 최적의 효율을 가지는 단면의 형상을 제시하였으며 최적 단면을 2열 및 3열로 배열하여 배열 간격에 따른 반사율을 계산하였다.

본 연구에서는 유한요소법을 이용하여 수심의 변화에 의해 발생되는 파랑의 회절에 대해 수치적 모의실험을 수행하였다. 본 모형은 정현파형 지형을 통과하는 단조파의 반사율을 계산하는데 적용되었다. 계산된 반사율은 고유 함수전개법에 의한 결과와 수리모형실험에 의한 관측결과와 비교하여 본 해석법을 검증하였으며, 이로부터 정현파형 지형의 진폭과 사련의 수의 변화에 대한 반사율의 변화에 적용하여 그의 특성을 조사하였다.

본 연구에서는 경계요소법을 이용하여 비스듬히 입사하는 파랑의 반사에 대하여 다루었으며, 비스듬히 입사하는 파랑이 정현파형 지형을 통과하는 경우 그 때의 반사율과 Bragg반사에 대하여 조사하였다. 특히, 비스듬히 입사하는 파랑의 Bragg반사를 발생시키는 파수를 계산하여 이론적인 결과와 비교하였다. 해석결과의 검증을 위하여 고유 함수전개법에 의한 정현파형 지형의 반사율과 본 모형의 결과를 비교하였으며, 전체적으로 본 연구의 결과는 기존의 연구결과들과 비