[논문]방파제 주위에서 발생하는 파랑의 회절 및 다중반사

이창훈; 김민균; 조용준

방파제 주위에서 발생하는 파랑의 회절 및 다중반사
Wave Diffraction and Multi-Reflection Around Breakwaters 원문보기

韓國海岸海洋工學會誌 = Journal of Korean society of coastal and ocean engineers, v.17 no.4, 2005년, pp.232 - 242

이창훈 (세종대학교 토목환경공학과) , 김민균 (서울시립대학교 토목공학과) , 조용준 (서울시립대학교 토목공학과)

초록
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본 연구에서 Penney and Price(1952)의 해석 해를 사용하여 반무한방파제, 양익방파제 등에서 발생하는 파랑의 회절 및 다중반사 현상에 대한 해석 해를 구하였다. 구조물에서의 반사 현상을 양익방파제를 지나는 회절 현상으로 간주하여 방파제에서 발생하는 단일반사 및 다중반사 현상을 규명하였다. 이를 바탕으로 방파제의 위치와 입사파랑의 각도에 따라 다른 경우에도 해석해를 구할 수 있다. 이러한 해석해는 국내의 항만 실무자들에게 회절 및 다중반사 현상에 대한 이해를 도울 수 있을 것이며, 실무의 해안 및 항만 구조물 설계 시에 사용되는 수치프로그램들의 정확도를 판단할 수 있는 비교 대상으로 사용될 수 있으리라 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, we get an analytical solution for the diffraction and multi-reflection around a semi-infinite breakwater and breakwaters with a gap by using the solution of Penney and Price (1952). We find analytical solutions for single- and multi-reflections around the breakwaters by assuming that the reflected waves are regarded to be those diffracting through a breakwater gap. On the basis of these solutions, it is possible to understand the wave diffraction with different cases of incident wave direction and breakwater layout. These solutions may help harbor engineers to understand the phenomena of diffraction and multi-reflections around the breakwaters. These solutions may also be used to evaluate the applicability of wave transformation models which are used in designing coastal structures.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서 Penney and Price(1952)의 해석해를 사용하여 반무한방파제, 양익방파제 등에서 발생하는 파랑의 회절 및 다중 반사 현상에 대한 해석해를 구하였다. 양익 방파제가 경사지게 위치한 경우에도 중첩을 통하여 해석해를 구할 수 있었으며, 이를 바탕으로 방파제의 위치와 입사파랑의 각도에 따라 다른 경우에도 해석해를 구할 수 있었다.
본 연구에서는 Penney and Price(1952)의 회절현상에 대한 해석해를 이용하여 반무한방파제와 양익방파제의 전후에서 발생하는 회절 및 부분반사 현상을 규명하고 항만 실무자들이 방파제 설계시에 활용할 수 있는 유용한 정보를 제공하고자 한다. 제2절에서 Penney and Price의 해 석해를 이용하여 반무한 방파제와 양익방파제에서 빌생하 는 회절 현상을 규명하였다.

제안 방법

Fig. 1 에 보인 바와 같이 반무한 방파제에 %의 각도로 진행하는 파랑에 대해 수치실험을 수행하였다. 파향각이 0=60°인 파랑이 진행하는 경우, Fig.
Fig. 8에 보인 바와 같이 파향각이 θ1=60°인 파랑이 개구부의 폭이 3L인 양익방파제를 진행하는 경우를 수치실험하였다. Fig.
이번에는 해안구조물을 따라 구간별로 파랑의 반사율 이 다른 경우에 수치실험을 수행하였다. 구조물을 따라 이은 선이 입사파와 이루는 각이 θ0=60°이고, 3L 길이의 구간별로 반사율이 각각 妇=0.3, 0.6, 1.0인 경우에 수치실험 하였다. 입사파와 반사파가 합성된 파고의 무차원 값을 Fig.
양익 방파제가 경사지게 위치한 경우에도 중첩을 통하여 해석해를 구할 수 있었으며, 이를 바탕으로 방파제의 위치와 입사파랑의 각도에 따라 다른 경우에도 해석해를 구할 수 있었다. 또한, 구조물에 반사되는 성분을 구조물의 폭 만 큼의 개구부를 갖는 양익방파제를 통과하는 회절파 성분으로 간주 입사파와 반사파 성분을 중첩시켜 구조물 전면부에서 발생하는 완전반사 및 부분반사현상에 대한 해 석해를 제시하였다. 이러한 해석해는 국내의 항만 실무자들에게 회절 및 다중制.
이러한 부분반사현상을 검증하기 위하여 구간에 따라 서로 다른 반사계수를 갖는 대상 구조물을 구성하여, 파랑이 임의의 각도로 입사할 때 구조물 전면부에서의 반사 현상에 대하여 해석해 보았다. 또한, 구조물의 형상이 일직선인 경우와 구조물의 형상이 일직선상에 있지 않은 경우에 대하여 각각 부분반사 되는 현상을 수치실험 하였다.
6, 1로 다르다. 본 연구에서는 입사파와 ②번 벽면이 이루는 각이 0=60°인 경우에 수치실험을 수행하였다.
이러한 부분반사현상을 검증하기 위하여 구간에 따라 서로 다른 반사계수를 갖는 대상 구조물을 구성하여, 파랑이 임의의 각도로 입사할 때 구조물 전면부에서의 반사 현상에 대하여 해석해 보았다. 또한, 구조물의 형상이 일직선인 경우와 구조물의 형상이 일직선상에 있지 않은 경우에 대하여 각각 부분반사 되는 현상을 수치실험 하였다.
이번에는 Fig. 22와 같이 구조물 전체가 일직선상에 있지 않고, 0, 만큼 경사지게 배치된 방파제에서 부분반사 가 발생하는 경우에 수치실험을 수행하였다. 왼쪽의 ①번 벽은 가운데의 ②번 벽과 V=30° 각을 이루고 있고, 오른쪽의 ③번 벽은 가운데의 ②번 벽과 伊=30° 각을 이루고 있다.
이번에는 해안구조물을 따라 구간별로 파랑의 반사율 이 다른 경우에 수치실험을 수행하였다. 구조물을 따라 이은 선이 입사파와 이루는 각이 θ0=60°이고, 3L 길이의 구간별로 반사율이 각각 妇=0.
본 연구에서는 Penney and Price(1952)의 회절현상에 대한 해석해를 이용하여 반무한방파제와 양익방파제의 전후에서 발생하는 회절 및 부분반사 현상을 규명하고 항만 실무자들이 방파제 설계시에 활용할 수 있는 유용한 정보를 제공하고자 한다. 제2절에서 Penney and Price의 해 석해를 이용하여 반무한 방파제와 양익방파제에서 빌생하 는 회절 현상을 규명하였다. 제3절에서 구조물에서의 반사 현상을 양익방파제를 지나는 회절 현상으로 간주하여 방파제에서 발생하는 단일반사 및 다중반사 현상을 규명하였다.
제2절에서 Penney and Price의 해 석해를 이용하여 반무한 방파제와 양익방파제에서 빌생하 는 회절 현상을 규명하였다. 제3절에서 구조물에서의 반사 현상을 양익방파제를 지나는 회절 현상으로 간주하여 방파제에서 발생하는 단일반사 및 다중반사 현상을 규명하였다. 마지막으로 연구의 내용을 정리하면서 결론을 맺었다.

이론/모형

방파제 주변의 파랑 현상을 예측하는 방법으로 파랑변형 수치모형 실험을 사용할 수 있다. 대표적인 수치 모형으로 확장형 Boussinesq 방정식 (Madsen and Sorensen, 1992; Nwogu, 1993)과 확장형 완경사방정식(Suh et al.

성능/효과

085로 가장 크게 나왔다. 본 연구에서는 파고와 파향각의 평균값이 벽면을 통한 회절파의 경계값이 되기 때문에 변동계수가 크다는 것은 회절파의 추정의 오차가 크다는 것을 의미한다. 대체적으로 변동계수가 작아서 본 연구의 추정 방법에 문제가.
또한 Table 1에 각 벽면에서의 반사파의 파고와 파향각의 변동계수를 나타내었 다. 파고의 변동계수는 A 파향선의 두 번째 반사의 경우에 0.190으로 가장 크게 나왔고, 파향각의 변동계수로는 A 파향선의 네 번째 반사의 경우와 C 파향선의 세 번째 반사의 경우에 모두 0.085로 가장 크게 나왔다. 본 연구에서는 파고와 파향각의 평균값이 벽면을 통한 회절파의 경계값이 되기 때문에 변동계수가 크다는 것은 회절파의 추정의 오차가 크다는 것을 의미한다.

후속연구

3까지 나타났다. 따라서 방파제 전면부에서의 회절현상으로 인한 파고증폭이 방파제 설계시에 무시할 수 없는 인자로 고려되어야 할 것이다.
이러한 해석해는 국내의 항만 실무자들에게 회절 및 다중制.사 현상에 대한 이해를 도울 수 있을 것이며, 실무의 해안 및 항만 구조물 설계시에 사용되는 수치프로그램들의 정확도를 판단할 수 있는 비교 대 상으로 사용될 수 있으리라 판단된다.
해안에 설치되어 있는 방파제들의 표층에서는 피복제로 인한 소파작용 때문에 완전반사가 아닌 부분반사가 발생하며, 피복제의 종류나 쌓는 방법에 따라 방파제의 반사계수는 경우마다 다르다. 파랑이 방파제에서 소파되는 경우, 개개의 방파제에서 유발되는 고유 특성에 따른 반사계수를 계측하여 알고 있다면, 가상방파제를 통과하는 파랑의 파고를 조절함으로써 방파제 및 구조물의 전면 부근에서의 나타나는 파랑의 파고분포를 보다 정확히 예측하여 설계에 반영할 수 있으리라 판단된다.

참고문헌 (13)

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Suh, K.D., Lee, C. and Park, W.S. (1997). Time-dependent wave equations for wave propagation on rapidly varying topography. Coastal Engineering, 32, 91-117

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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