제 6 장 신형식공진장치에 의한 지진해일의 제어
6.1 서언
Latt and Nakamura(2011a, 2011b)는 Fig. 1.2에 나타내는 새로운 형상의 공진장치를 고안하고, 지진해일을 초장주기파로 근사시킨 일정수심의 파동장에 적용하여 그의 제 어에 관한 효능을 입증하고 있으며, 또한 실해역에로 적용성을 논의·검토하고 있다.
그러나, 제2장에서 기술한 바와 같이 실해역은 일정수심이 아닌 변동수심역이고, 또한 실제의 지진해일파는 초장주기파와는 수리현상이 상이하다.
따라서, 본 연구에서는 Latt and Nakamura(2011a, 2011b)에 의해 새롭게 개발된 Fig.
1.2의 신형식공진장치 I과 II를 변동수심역의 실해역과 실제 지진해일파동장에 적용하여 지진해일의 제어특성과 그의 유용성 등을 수치적으로 검토한다. 대상의 실해역은 동해 안의 삼척항이고, 대상으로 한 실제 지진해일은 1993년 북해도남서외해지진해일이다.
수치모의에는 제2장에서 제시한 COMCOT(Cornell multigrid coupled tsunami model)모 델(Liu et al., 1998)을 적용하며, 수치모델의 검증도 제2장에서 제시된 바와 같으므로 이 장에서는 기술하지 않는다. 이 장에서는 신형식공진장치의 부착유무 및 그의 크기 와 설치위치에 따른 지진해일고의 저감율을 중심으로 지진해일고의 시·공간분포 등에 관하여 신형식공진장치의 유용성을 검토한다.
Fig. 6.1. Size and shape of the initial and extended breakwaters in Samcheok port.
Fig. 6.2. Computation area.
Fig. 6.3. Spatial distribution of water depth and terrain elevation around
Samcheok port.
Table 6.1. Computation conditions.
Number of area Number of grids Grid size (m) Coord. system SWE type
Area No.1 1333×1629 1215
Cartesian Linear
Area No.2 687×1182 405
Area No.3 888×1311 135
Area No.4 180×216 45
Area No.5 171×189 15
Area No.6 342×240 5 Nonlinear
SWE : Shallow Water Equation 6.2.2 신형식공진장치 I과 II의 형상과 크기
Latt and Nakamura(2011a, 2011b)에 의해 개발된 Fig. 1.2의 신형식공진장치 I을 동해 안 삼착항의 초기 방파제에 부착한 경우를 Fig. 6.4에 제시하며, 이 계산에서는 신형식
공진장치 I의 길이를 =50m, 100m, 150m로 변화시킨다. 다음으로, Latt and Nakamura(2011a, 2011b)에 의해 제시된 Fig. 1.2의 또 다른 신형식공진장치 II도 동일하게 Fig. 6.5에 제시 하며, Fig. 6.5(a)는 type I로 =50m, =50m를 고정하고 =100m, 135m, 170m로 변화 시켰고, 반면에 Fig. 6.5(b)는 type II로 =50m, =170m를 고정하고 =50m, 70m, 90m 로 변화시켰다. 여기서, 신형식공진장치 I의 제원은 현장조건 등을 고려하여 Fig. 6.4에 서와 같이 =9.2m, =9.4m, =83m, ′ =183m로 각각 규정되었다.
1d
2
d
Fig. 6.4. Size and shape of new type of resonator I installed to the initial breakwater of Samcheok port.
al
Bw wl
al
wl
Bw
(a) Type I (b) Type II
Fig. 6.5. Size and shape of new type of resonator II installed to the initial breakwater of Samcheok port.
이하에서는 현상태의 경우와 신형식공진장치 I에서 길이 의 변화 및 신형식공진장 치 II-type I, II에서 와 의 변화에 따른 지진해일고의 제어효과를 검토함으로서 Latt and Nakamura(2011a, 2011b)에서는 수행되지 않은 실해역의 지진해일하에서 신형식공 진장치 I과 II의 유용성을 논의한다.