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조용준 연구실

서울시립대학교 토목공학과

조용준 교수

조용준 연구실

토목공학과 조용준

조용준 연구실은 토목공학과를 기반으로 해안 및 항만 구조물의 신뢰성 기반 설계, 해빈 안정화, 연안침식 대응, 해양에너지 및 친환경 구조물 개발 등 다양한 해양공학 분야에서 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. 연구실은 우리나라 해역별 특성을 반영한 확률모형 개발과, 실제 해양환경 데이터를 활용한 구조물의 최적 설계 및 신뢰성 평가에 중점을 두고 있습니다. 이를 통해 기후변화, 해수면 상승, 극한 기상현상 등 미래 환경 변화에 효과적으로 대응할 수 있는 해안 및 항만 인프라 구축에 기여하고 있습니다. 특히, 연구실은 OpenFOAM, IHFOAM, OlaFlow, SeoulFoam 등 첨단 수치해석 플랫폼을 활용하여, 파랑, 조류, 표사 이송, 침·퇴적 등 복잡한 연안역의 물리적 현상을 정밀하게 모사합니다. 맹방해안 등 실제 침식이 심각한 해역을 대상으로 연간 해안선 변화, 표사 이송량, swash bar 및 breaker bar 형성 과정을 수치적으로 재현하며, 해빈 안정화 구조물의 효과를 정량적으로 평가합니다. 또한, 불규칙 파랑, 비선형 천수과정, 파고·주기 결합 확률분포 등 다양한 해양환경 조건을 반영한 시뮬레이션을 통해, 구조물 설치에 따른 해저지형 변화, 표사 순환, 해빈 복원 과정 등을 체계적으로 분석합니다. 연구실은 해양에너지 활용과 친환경 해양 구조물 개발에도 활발히 연구를 진행하고 있습니다. 파랑에너지를 효율적으로 수확할 수 있는 Flap-type Wave Energy Converter(WEC), Active Wave Overtopping Controller(AWOC) 등 신개념 구조물의 수리특성 및 에너지 변환 효율을 수치해석과 실험을 통해 검증하고 있습니다. 또한, 해상 풍력발전 하부구조물의 안정성, 파랑·풍하중의 비선형 상호작용, 해저지반의 스카우어(Scour) 제어 등 해양 신재생에너지 인프라의 안전성과 효율성 향상에도 중점을 두고 있습니다. 이러한 연구는 연안침식 관리 및 대응기술 실용화, 해빈 안정화 공법 선정 플랫폼 개발 등 국가적 과제와 연계되어 진행되고 있습니다. 연구 결과는 연안방재 정책 수립, 해안 인프라 설계, 친환경적 해빈 복원 등 실질적 현장 적용으로 이어지며, 기후변화와 해수면 상승에 대응하는 지속가능한 연안 관리 방안 마련에 크게 기여하고 있습니다. 조용준 연구실은 앞으로도 해양공학 분야의 첨단 연구를 선도하며, 안전하고 지속가능한 해안·항만 인프라 구축, 친환경 해양에너지 개발, 그리고 국가 해양방재 역량 강화에 중요한 역할을 계속해 나갈 것입니다.

해안 및 항만 구조물의 신뢰성 기반 설계와 최적화
조용준 연구실은 해안 및 항만 구조물의 신뢰성 기반 설계와 최적화 연구에 중점을 두고 있습니다. 기존의 경험적 설계 방식에서 벗어나, 실제 해양환경의 불확실성과 다양한 하중 조건을 반영한 확률론적 설계 기법을 적극적으로 도입하고 있습니다. 특히, 우리나라 해역별로 상이한 파랑 및 해양환경 특성을 반영한 확률모형을 개발하여, 방파제, 방조제, 항만 구조물의 내구성과 안정성을 체계적으로 평가하고 있습니다. 이러한 연구는 장기 관측자료를 활용한 파력, 양력, 전복 모멘트 등의 불확실성 분석과, 다양한 해역에서의 신뢰성 지수(β)를 만족하는 최적 설계안을 도출하는 데 초점을 맞춥니다. 예를 들어, Haeundae, Yeosu, Mokpo, Gunsan, Incheon 등 대표 항만을 대상으로 실제 해양환경 데이터를 기반으로 한 신뢰성 해석을 수행하며, 기존 설계 방식에서 간과되었던 파랑 주기, 파고, 상호작용 효과 등을 정량적으로 반영합니다. 또한, Polak-He 최적화 알고리즘, subset simulation 등 첨단 수치해석 기법을 활용하여 설계 효율성과 안전성을 동시에 확보하고 있습니다. 이러한 신뢰성 기반 설계 및 최적화 연구는 기후변화로 인한 해수면 상승, 극한 기상현상 증가 등 미래 환경 변화에 효과적으로 대응할 수 있는 항만 및 해안 인프라 구축에 기여합니다. 더불어, 구조물의 과도한 보수·보강 비용을 절감하고, 실제 해양환경에 적합한 경제적이고 안전한 설계 기준을 제시함으로써 국가 해양방재 역량 강화에 중요한 역할을 하고 있습니다.
해빈 안정화 및 연안침식 대응을 위한 수치모형 개발과 적용
연구실은 해빈 안정화와 연안침식 대응을 위한 첨단 수치모형 개발 및 현장 적용에 주력하고 있습니다. 자연 해빈의 자기 치유능력, 표사 이송, 침·퇴적 과정 등 복잡한 연안역의 물리적 현상을 정밀하게 모사하기 위해, OpenFOAM 기반의 IHFOAM, OlaFlow, SeoulFoam 등 다양한 수치해석 플랫폼을 개발·적용하고 있습니다. 이를 통해, 비선형 파랑, 경계층 streaming, 외중력파, edge wave 등 해빈 변화에 영향을 미치는 주요 요인들을 통합적으로 분석합니다. 특히, 맹방해안 등 실제 침식이 심각한 해역을 대상으로 연간 해안선 변화, 표사 이송량, swash bar 및 breaker bar 형성 과정을 수치적으로 재현하며, 해빈 안정화 구조물(예: Asymmetric Ripple-shaped Mat, Low Crested Breakwater 등)의 효과를 정량적으로 평가합니다. 또한, 불규칙 파랑, 비선형 천수과정, 파고·주기 결합 확률분포 등 다양한 해양환경 조건을 반영한 시뮬레이션을 통해, 구조물 설치에 따른 해저지형 변화, 표사 순환, 해빈 복원 과정 등을 체계적으로 분석합니다. 이러한 연구는 연안침식 관리 및 대응기술 실용화, 해빈 안정화 공법 선정 플랫폼 개발 등 국가적 과제와 연계되어 진행되고 있습니다. 연구 결과는 연안방재 정책 수립, 해안 인프라 설계, 친환경적 해빈 복원 등 실질적 현장 적용으로 이어지며, 기후변화와 해수면 상승에 대응하는 지속가능한 연안 관리 방안 마련에 크게 기여하고 있습니다.
해양에너지 및 친환경 구조물 개발
조용준 연구실은 해양에너지 활용과 친환경 해양 구조물 개발에도 활발히 연구를 진행하고 있습니다. 파랑에너지를 효율적으로 수확할 수 있는 Flap-type Wave Energy Converter(WEC), Active Wave Overtopping Controller(AWOC) 등 신개념 구조물의 수리특성 및 에너지 변환 효율을 수치해석과 실험을 통해 검증하고 있습니다. 특히, 한국 해역의 특성을 반영한 구조물 설계와, 구조물-파랑 상호작용에 따른 동적 거동, 에너지 추출 메커니즘을 정밀하게 분석합니다. 또한, 해상 풍력발전 하부구조물의 안정성, 파랑·풍하중의 비선형 상호작용, 해저지반의 스카우어(Scour) 제어 등 해양 신재생에너지 인프라의 안전성과 효율성 향상에도 중점을 두고 있습니다. Hybrid Mono-Pile, 환경친화적 직립방파제 등 다양한 구조물의 설계와 성능 평가를 통해, 해양환경 보전과 에너지 생산의 조화를 추구합니다. 이러한 연구는 미래 친환경 에너지 시대를 대비한 해양 인프라 구축, 해양재생에너지 산업 활성화, 그리고 해양환경 영향 최소화를 위한 기술 개발에 중요한 밑거름이 되고 있습니다. 연구실의 성과는 국내외 해양에너지 및 친환경 구조물 설계 기준 발전에도 크게 기여하고 있습니다.
1
Optimal design of deep stormwater drainage tunnels to address urban flooding in Korea
조용준
SCIENTIFIC REPORTS, 202410
2
Reliability-based design optimization for a vertical-type breakwater with multiple limit-state equations under Korean marine environments varying from sea to sea
조용준
SCIENTIFIC REPORTS, 202404
3
Wave Overtopping Control Effect of AWOC Equipped With Self-Adaptive Floating Concrete Structure: A Numerical Study
박수호, 조용준
Journal of Coastal Research, 202312
1
[통합RCMS]연안침식 관리 및 대응기술 실용화
해양수산과학기술진흥원
2020년 ~ 2020년 12월
2
폭풍해일에 의한 방조제 안정성 분석 및 피해완화 대책 연구용역
한국농촌공사 농어촌연구원
2008년 07월 ~ 2008년 11월
3
포러스 콘크리트 사례적용을 위한 공법연구
중소기업청
2007년 09월 ~ 2008년 06월