3차원불규칙파수치파동수조(3D-NIT Model)의 개발 및 그의 적용에 관한 연구

Abstract

외해에서 내습하는 파랑으로부터 연안역의 주요 시설물을 보호하고 해역을 정온화하기 위해 연안역에 직립제, 경사제, 혼성제 등의 다양한 방파제를 건설하여 왔고, 최근에는 주변경관과의 조화, 친수성 및 저반사의 목적 등으로 슬리트케이슨제로 대표되는 특수방파제가 많이 시공되고 있다. 한편, 해역에 설치된 구조물은 외력을 지속적으로 받으므로 극한의 파랑환경조건하에서도 견딜 수 있는 충분한 강도를 구비할 필요성이 있고, 이에 따라 특수방파제에 의한 파랑제어 및 구조물에 작용하는 파력에 대한 고정도 해석이 요구된다. 하지만, 3차원적인 복잡한 형상을 갖는 방파제나 호안에 대한 3차원적인 불규칙의 파랑작용을 2차원(단면)적인 파랑작용으로 근사 해석하는 방법은 실제의 파랑작용결과를 크게 왜곡할 수 있다. 따라서, 대부분의 경우 많은 시간과 경제적인 면이 요구되는 수리실험을 통하여 파랑작용에 따른 거동을 검토하여 왔다. 본 연구에서는 3차원수치파동수조에 규칙파뿐만 아니라 안정적인 불규칙파가 조파될 수 있는 새로운 조파시스템 3D-NIT(Three-Dimensional Numerical Irregular wave Tank) model을 제안한다, 그에 대한 타당성을 검증하기 위하여 조파지점에서의 계산파형과 목포파형을 비교 &#8729

검토하여 본 연구에서 제안하는 3D-NIT model의 적용성을 평가하였다. 또한, 연직원주구조물에 작용하는 파력 및 구조물에 의한 파랑변형의 해석에 적용하고, 기존의 수치 및 수리실험결과와 비교하여 3D-NIT model의 타당성을 검토하였다.

이상의 결과를 기초로, 본 3차원불규칙파수치파동수조(3D-NIT)를 경사수심역에 설치된 원주구조물에 작용하는 쇄파력의 해석에 적용하여 입사파고, 구조물의 이격거리 등에 따른 작용쇄파력의 특성을 규명하였고, 더불어 국내현장의 특수방파제에 적용하여 반사율, 월파량 등을 검토하였으며, OWC파력발전구조물에 적용하여 공기실내부의 수위변동으로부터 공기흐름속도를 산정하여 내부유수실에서 불규칙공기흐름을 해석하였다.

검토하고, 경사수심역에 설치된 호안구조물을 대상으로 산정된 기존의 월파량의 실험치와 비교 &#8729