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낮은 경사 구조물 주변의 파동장의 변동 특성에 대한 수치 시뮬레이션. 본 연구에서는 수치모사를 통해 LCS(Low-Crested Structure) 주변의 파동장의 변동 특성을 면밀히 분석하고, 이를 수중방파제에 대한 기존 연구와 비교 검토하였다.

연구의 구성

이 모델은 나중에 설명할 2장에서 자세히 설명합니다. 그리고 규칙파의 작용에 따른 전파속도, 파동의 전파과정, 평균파고의 공간분포, 평균유속의 공간분포, 2차원 저경사면 주변의 평균 난류에너지의 공간분포 구조를 검토했습니다.

불규칙파의 조파이론

따라서 수력학적 실험에서 유체흐름에 대한 저항이 돌출된 부분이나 거친 부분에 국부적으로 나타나 수치해석 결과가 다르게 나타난 것으로 추정된다. 또한, 수직유속 결과는 COBRAS 모델을 이용한 수치해석 결과보다 수력모델 실험 결과에 가깝기 때문에 투수구조물에 대한 적용 가능성이 높은 것으로 판단된다.

Fig. 3.1. Cross-section of wave flume and measuring positions of water surface elevation.

계산조건

여기서 는 정지선으로부터 정수면의 구조물까지의 이격거리를 의미한다.

수치해석결과

LCS에 의한 전달율
파의 전파과정
LCS 주변에서 평균파고의 공간분포
평균유속의 공간분포
평균난류운동에너지의 공간분포

그리고 두 경우 모두 TTP층을 통과하는 파력 에너지의 대부분은 케이슨 천장에서 고유량 에너지로 변환되어 LCS 후면으로 전달됩니다. 이는 천장 높이가 높을수록 파도가 얽히게 되어 결과적으로 TTP 층 내에서 마찰로 인한 파도 에너지의 소산이 상대적으로 크기 때문이다. 추월되지 않는 파도에서는 케이슨 바로 앞의 수위가 상승하고, 파도가 겹치는 경우에는 상대적으로 수위가 낮아지는 것을 알 수 있습니다.

Fig. 3.7. Comparison of the transmission coefficients.

결언

불규칙파의 조파

이것은 Bretshneider-Mitsuyasu 스펙트럼(Goda, 1988)이며 150개의 성분파가 선형으로 중첩되었습니다. 이러한 조건으로부터 계산된 주파수 스펙트럼과 불규칙 파형은 그림 1에 나와 있습니다. 이것은 개발 중인 심해 스펙트럼 Modified Bretschneider-입니다.

Fig. 4.1. Calculated wave profiles at wave source position and comparison of target and calculated wave frequency spectra.

계산조건

수치해석결과

LCS 주변에서 파랑스펙트럼
LCS에 의한 전달율
파의 전파과정
LCS 주변에서     파고의 공간분포
평균유속의 공간분포
평균난류운동에너지의 공간분포

그러나 LCS 뒤에 있는 WG3에서는 원거리 스펙트럼에 거의 변화가 없음을 알 수 있다. 여기서 LCS의 앞 가장자리에서는 부분적으로 중첩되는 파동장이 일반적으로 일반파보다 상대적으로 작습니다(Lee et al., 2019b). 이는 대부분의 파력 에너지가 표층부 내에서 소산되기 때문인 것으로 여겨집니다.

Fig. 4.4. Comparison of spectra obtained at WG1, WG2 and WG3 for various significant incident wave heights in case of   =3cm and   =1.4s.

결언

수력실험에는 총 15개의 수위변동과 파압변화가 있습니다. 해당 지역의 수위 변동과 유속 변화는 수력학 실험을 통해 측정되었습니다. 이는 5.4(a)의 불투수성 잠재물질 주변 수위의 무차원 변동에 대한 수치해석 결과와 실험 결과를 보여준다.

Fig. 5.1. Illustrative sketch of 3D-wave tank and 3D-permeable vertical caisson.

계산조건

3번 지점의 실험파형에 포함된 작은 변동은 수중장치와의 거리가 짧아 수중장치 상부에서 발생하는 감산모드파의 직접적인 영향에 의한 것이며, 분리되는 4번 지점에서는 그 영향이 감소한다. 거리가 더 길어졌습니다. 물건. 이러한 시간변화 과정에서 수치해석 결과와 실험 결과를 비교하면, 둘 사이의 일치도가 매우 좋은 것으로 추정되어 본 수치해석의 타당성은 충분히 확인된다. 텐트 상부에서  방향의 유속이 우수하고, 나머지 지점에서는  방향의 유속이 우수한 것을 알 수 있으며, 이에 대한 수치해석 결과와 실험 결과를 비교하면 다음과 같다. 시변과정 동안의 수평유속은 상호일치성이 우수한 것으로 판단된다.

Fig. 5.6. Comparison between simulated and measured water surface elevations.

수치해석결과

정상상태의 판단
평균파고분포와 파의 전파
해빈류의 분포
평균난류운동에너지의 분포

또한 잠제천구 수준에서도 평균 난류에너지가 큰 값으로 분포되어 있음을 알 수 있다. 그림 2는 또한 잠제 천문대에서도 평균 난류 에너지가 큰 값으로 분포되어 있음을 보여줍니다. LCS에서는 잠재물체의 경우와 마찬가지로 조리개 폭이 좁아질수록 값의 크기가 감소합니다.

Fig. 5.9. Time variation of water level.

결언

이는 현상이지만 LCS와의 차이점은 입사파의 높이가 클수록 LCS의 경우에 비해 해안 부근의 길이방향으로 분포폭이 넓어지는 것으로 추정된다. 돌출형성조건에 따른 3차원 투수성 수중방파제 주변의 수면변화 특성, 대한해안해양공학회지. 6장 3차원 저층구조물 주변의 불규칙파장의 변화특성.

계산조건

이는 각각 바다의 높이, 해안선으로부터의 거리, 불규칙파의 구성파 수를 나타냅니다. 수치계산에는 LES(Ghosal et al., 1995) 기반의 난류모델을 적용하였으며, 계산의 안정성을 확보하기 위해 쿠랑상수를 0.1 이하로 제한하여 수치해석을 수행하였다.

수치해석결과

해빈류의 분포

먼저, 댐의 경우를 보면 개구부에서는 내해측에서 외해측으로 이안류가 뚜렷하게 발생하며, 폭이 좁을수록 강해진다. 여기 해변에서는 해안선 근처의 현재 패턴이 보입니다. 그리고 개구부에서 외해쪽으로 이안류가 더욱 강하게 형성되는 것을 알 수 있다.

Fig. 6.2. Spatial distribution of wave heights of submerged breakwaters and LCS constructed at wave tank(   =5cm).

평균난류운동에너지의 분포

이는 영향력이 거의 없는 제간부의 배후에서 일어나는 현상임을 확인할 수 있다. 위의 경향은 정파에서 관찰되는 것과 동일한 현상이지만(Lee et. al., 2019a), 정파에서는 LCS 뒤의 해안 해류의 세기가 불규칙하다. 따라서 승화와 LCS에서 나타나는 평균 난류 운동에너지의 공간적 분포의 차이는 전술한 바와 같다.

Fig. 6.5. Spatial distribution of mean velocities of submerged breakwaters and LCS constructed at wave tank(   =5cm).

결언

총과 구조물 주변의 흐름과 난류 운동 에너지를 주의 깊게 검토하고 분석했습니다. 항만 외부보다 내부에 잔잔한 해역이 형성되어 있으며, 개구폭이 좁고 입사파고가 작을수록 항내의 파고가 작아집니다. 전단전류는 조리개에서 발생하는데, 이러한 경향은 조리개 폭이 좁아질수록 더욱 강해집니다.

제 4장에서 결언