이종재 마찰용접재 강도특성과 초음파 반사계수와의 상관성에 관하여 실험적으로 연구한 결과의 요약은 다음과 같다. 1. 이종재 마찰용접 이음면에서의 초음파 반사계수를 펄스반사법에 의하여 측정산출할 수 있다. 2. 5MHz의 비교적 낮은 주파수의 탐촉자를 사용하므로써 시험편의 표면가공 오차를 무시할 수 있다. 3. 알루미늄과 스테인레스의 마찰용접에서는 용접조건으로 마찰가열시간이나 가열압력을 변수로 하였을 때보다 업셋가압력을 변수로 하였을 때 반사계수의 변화가 뚜렷하다. 4. 업셋가압력을 변수로 한 용접조건과 반사계수사이에는 선형적 상관관계가 있다. 5. 용접이음면에서의 이음인장강도와 반사계수와의 상관관계식을 정량적으로 도출할 수 있다. 6. 초음파 반사계수에 의해 이종재 마찰용접 품질의 비파괴적 평가가 가능하다

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.

최근의 기상이변과 그에 따른 해상조건의 변화로 해안 및 항만의 피해규모와 피해액이 증가하고 있는 추세이며 급경사 또는 직립의 획일적인 형식의 호안구조물로 인해 세굴 및 해빈 침식 등의 문제점을 발생시키고 있다. 또한 항만분야 설계시 반사계수 계산은 수리모형실험 또는 추산식에 의한 값을 이용하도록 되어 있어 반사계수 결정에 불확실성과 장시간이 소요되는 단점이 있다. 이러한 문제를 해결하고자 많은 연구가 선행되었지만 특정 호안구조물을 개발하여 효율성을 검증하는데 한정되어있으며 호안의 물리적 특성(마찰면적, 공극률, 배열)이 파랑에너지에 미치는 영향에 대한 연구와 반사계수 계산 방법에 대한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 다양한 마찰면적과 공극률 그리고 배열을 가지는 호안을 제작하여 물리적 특성이 파랑에너지에 미치는 영향을 수리모형실험을 통하여 분석하였으며 실험 결과를 이용하여 반사계수 산정 그래프를 작성하여 개선된 반사계수 계산 방법을 제시하였다. 다양한 형태의 호안 형상의 물리적 특성이 파랑에너지에 미치는 영향을 분석하기 위하여 원(구)형, 얇은판형, 원기둥형의 3가지 호안형상이 다양한 마찰면적과 공극률을 가지도록 배열하여 12가지 실험모형을 제작하여 규칙파 조건에서 5가지 파고(2, 4, 6, 8, 10cm)와 4가지 주기(2, 4, 5, 6sec)에 대해 수리모형실험을 수행하였다. 실험 결과 공극률이 같을 때 마찰면적이 증가할 경우 마찰면적이 가장 큰 구조물이 전체 주기와 파고에 대해서 최대처오름과 반사계수가 가장 낮게 측정되었으며 마찰면적이 같을 때 공극률의 증가는 공극률이 클수록 파랑에너지 감소 효율이 좋으나 짧은 주기에서는 큰 공극률에 저류된 물이 처오름을 가중시켜 최대처오름을 증가시키는 것으로 분석되었다. 마찰면적과 공극률의 증가 역시 파랑에너지 감소에 효과적이나 마찰면적과 공극을 증가시키더라도 파도의 진행방향과 연직방향으로 접촉면적이 큰 형상과 배열은 파랑에너지 저감 효율이 낮은 것으로 분석되어 호안의 형상과 배열이 파랑에너지 제어에 중요한 인자로 평가되었다. 또한 실험결과를 이용하여 주기와 파고에 따라 호안의 물리적 특성(마찰면적과 공극률)에 따라 반사계수를 산정할 수 있는 반사계수와 산정 그래프를 작성하였으며 수리모형실험을 통하여 그래프에 의해 산정된 반사계수의 신뢰성을 검증하였다.

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 선반지형의 크기에 따른 파랑 반사율의 변화를 이론적으로 계산하였다. 수심이 급변함에 따라 발생하는 파랑의 회절을 고유함수 전개법을 이용하여 나타냈다. 반사율에는 진행파뿐만 아니라 소멸파도 고려하였으며, 파랑의 반사율에서 소멸파의 역할을 중점적으로 연구하였다. 직각으로 입사하는 파랑뿐만 아니라 경사지게 입사하는 파랑의 반사율을 산정하였으며, 파랑에너지의 보존을 검사하여 반사율의 정확성을 검증하였다.