초록 ▼

□ 연구개요
연구의 필요성
▪ 부유식 방파제는 중력식 방파제에 비하여 친환경적이지만 안전성확보와 성능향상이 필요
▪ 수심이 깊거나 연약지반에서 부유식 방파제는 중력식 방파제에 비하여 경제적임.
▪ 높은 파고에서의 안정성, 안전성 평가와 성능 향상을 위해서는 비선형 자유수면 유동해석이 필수

연구 수행 목표 및 내용
▪ 부유체 운동과 비선형 자유수면 거동을 시뮬레이션 하는 수치기법의 작성
▪ 부유식 방파제의 형상 최적설계방법 연구
▪ 부유식 방파제의 최적 배치 연구

□ 연구

□ 연구개요
연구의 필요성
▪ 부유식 방파제는 중력식 방파제에 비하여 친환경적이지만 안전성확보와 성능향상이 필요
▪ 수심이 깊거나 연약지반에서 부유식 방파제는 중력식 방파제에 비하여 경제적임.
▪ 높은 파고에서의 안정성, 안전성 평가와 성능 향상을 위해서는 비선형 자유수면 유동해석이 필수

연구 수행 목표 및 내용
▪ 부유체 운동과 비선형 자유수면 거동을 시뮬레이션 하는 수치기법의 작성
▪ 부유식 방파제의 형상 최적설계방법 연구
▪ 부유식 방파제의 최적 배치 연구

□ 연구 목표대비 연구결과
부유체 운동과 비선형 자유수면 거동을 시뮬레이션 하는 수치기법의 작성
▪ 부유식 방파제에 대한 수치시뮬레이션은 INHAWAVE-II 및 STAR-CCM⁺를 활용하여 수행
▪ 본 연구기관의 inhouse code인 INHAWAVE-II의 수치기법 향상
- 수치시뮬레이션 기법의 알고리즘의 개선, 보완
- 유동의 난류특성을 고려하기 위한 난류모델 적용
- 밀도함수 값이 넓게 확산되는 것을 방지하기 위한 방법을 본 연구를 통하여 적용
- 수치 기법을 보완하여 2차원 형상만이 아니라 3차원에서도 수치시뮬레이션이 계산 가능하도록 함.
▪ 상용 프로그램 STAR-CCM⁺의 적절한 활용

부유식 방파제의 형상 최적설계방법 연구
▪ 부유식 방파제의 설계 요소를 방파제의 폭(B)과, 방파제의 흘수(D)로 결정하고, 설계요소 및 입사파도 조건에 따른 소파성능 관계분석을 위한 수치계산 및 실험을 수행한 후, 결과 data 확보
▪ 설계요소, 입사파도 조건 및 소파성능의 관계에 대한 회귀분석을 수행하고, 최적 설계 기법을 제시
▪ 최적설계　방안을 적용하여, 특정해역을 대상으로 최적의 횡단면 형상 설계 후, 소파성능에 대한 검증
▪ 제안하는 설계 요소 이외에도, 다양한 횡단면 형상에 대한 연구 수행

부유식 방파제의 최적 배치 연구
▪ 연구 대상 해역을 선정하여, 공간적인 배치에 따른 부유식 방파제의 소파성능 연구 수행
▪ 방파제 간의 배치에 있어서, 이격거리(병렬 배치의 형태)와 개구간격(직렬배치의 형태)의 배치 개념을 적용
▪ 선정된 대상해역의 소파대상 파도에 대해, 배치개념 별 설계 변수(이격거리, 개구간격)의 변화에 따른 방파제 후방 투과파도에 대한 수치계산 및 모형실험 수행
▪ 선정된 대상해역에서 가장 높은 소파성능을 가지는 부유식 방파제 배치 안을 제시.

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구에서는 부유식 방파제의 운동과 자유수면 거동을 해석하기 위한 수치기법을 개발하고, 방파제의 횡단면 형상 설계를 위한 사각형 횡단면 형상을 가지는 방파제의 횡동요 운동과 소파성능의 관계를 분석하였다. 또한, 수치계산 및 실험을 통해 얻어진 부유식 방파제의 횡단면 형상과 입사파도에 따른 소파성능에 관한 데이터를 이용한 회귀분석을 통해, 최적 방파제 형상설계 기법을 제시하였다. 횡단면 형상의 설계와 함께, 복수의 부유식 방파제를 적용함에 있어서, 부유식 방파제 간의 병렬 및 직렬 배치에 따른 소파성능 연구가 수행되었으며, 본 연구에서 설정한 대상해역에서의 부유식 방파제 배치방안을 제안하였다. 제시된 단면 형상의 설계기법 및 최적 배치에 대한 연구 결과를 통해, 방파제를 설치하고자 하는 해역의 소파대상파도에 대해 높은 소파성능을 가지는 부유식 방파제의 설계요소 값을 예측할 수 있을 것으로 사료되며, 향후 부유식 방파제의 개발 연구에 활용할 수 있다고 판단된다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• (1) 연구의 필요성 및 차별성 ... 3
• (2) 연구의 목표 및 내용 ... 3
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 3
• (1) 비선형 자유수면 거동과 부유체 운동을 해석하기 위한 수치시뮬레이션 기법개발 및 계산정도 검증 ... 3
• (2) 부유식 방파제의 단면 형상에 따른 소파성능 연구 ... 4
• (3) 부유식 방파제의 배치에 따른 소파성능 연구 ... 7
• (4) 연구결과 ... 9
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 9
• 4. 참고문헌 ... 9
• 5. 연구성과 ... 10
• 끝페이지 ... 10