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NTIS 바로가기한국화재소방학회 논문지= Fire science and engineering, v.32 no.6, 2018년, pp.69 - 73
소수현 (경일대학교 소방방재학과) , 박진수 (부산대학교 조선해양공학과 대학원) , 성홍근 (선박해양플랜트연구소) , 장택수 (부산대학교 조선해양공학과)
This study examined the reduction effect of a hydrodynamic force acting on the vertical wall of a portable water storage tank with a convex bottom floor. For the numerical simulation, the linearized Peregrine's equation was used to analyze the lapping waves in the tank caused by water falling from a...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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파고의 최대 오름 높이가 바닥면의 형태에 따라 감소하는 이유는? | 파고의 최대 오름 높이가 바닥면의 형태에 따라 감소하는 것은 저장탱크의 바닥면이 오목할 경우 용수 낙하에 의한 자유 수면의 출렁임이 탱크 바닥 중심에서 수직 벽면으로 전파해 가면서 수심이 얕아지게 되며, 그런 상황에서는 자유 수면의 출렁임이 전파할 때 발생한 일정한 유동 에너지는 수심이 얕아지면서 파고의 증폭으로 보존되는 반면, 볼록한 바닥면을 가진 경우, 오히려 수심이 깊어지면서 파고의 감소로그 유동에너지를 보존하기 때문이다. 따라서 볼록한 바닥면을 가진 탱크 내에서 소방용수 낙하에 의해 발생한 출렁임이전파되어 탱크의 수직 벽면에서의 최대 파고 오름 높이는 오목한 바닥면의 탱크에 비해 감소함을 확인할 수 있었고, 수직 벽면에서의 동수력도 저감됨을 확인할 수 있었다. | |
본문에서 제시된 자유수면의 파고 증폭 문제를 저감할 수 있는 방법은? | 본 연구에서는 Park 등(3)의 연구에서 제기된 자유수면의 파고 증폭 문제를 저감할 수 있는 방법으로 탱크 바닥 가운데가 볼록한 형상으로 소방용수 저장탱크를 설계하는 방안을 제시하고자 하였다. 이에 따라 Park 등(3)과 동일한 선형 Peregrine 방정식으로 Jang(4)의 함수적 반복 해법을 이용하여 수치 모의실험을 수행하였다. | |
소방 용수에 의해 발생한 출렁임이 구조적 안정성에 악영향을 미치는 것을 보완하기 위한 방법은? | 기존의 Park 등(3)에서 오목한 바닥면에 대한 수치 실험을 통해 저장 탱크 내 공급 노즐로부터 낙하하는 소방 용수에 의해 발생한 출렁임이 수직 벽면에서의 최대 파고 오름 높이 및 동수력이 증폭되어 구조적 안정성에 악영향을 미칠 수 있음을 밝혔다. 이에 대응하여 볼록한 바닥면 설계를 통해 수직 벽면에서의 최대 파고오름 높이를 낮출 수 있다면 증폭된 출렁임에 의한 수직벽면에서의 동수력 저감으로 저장탱크의 구조적 안정성이 개선될 수 있음을 수치 실험을 통해 밝히고자 하였다. 본 논문을 통하여 얻은 결과를 정리하면 다음과 같다. |
T. S. Jang, "A New Dispersion-Relation Preserving Method for Integrating the Classical Boussinesq Equation", Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, Vol. 43, pp. 118-138 (2017).
J. Park, S. So and T. S. Jang, "A Numerical Investigation of Hydrodynamic Force Acting on the Vertical Wall of a Portable Water Storage Tank using a Linearized Peregrine's Model", Fire Science and Engineering, Vol. 32, No. 1, pp. 76-80 (2018).
T. S. Jang, "A Regular Integral Equation Formalism for Solving the Standard Boussinesq's Equations for Variable Water Depth", Journal of Scientific Computing, Vol. 75, No. 3, pp. 1721-1756 (2018).
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오픈액세스 학술지에 출판된 논문
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