Experimental Study on Impact Pressure at the Crown Wall of Rubble Mound Seawall and Velocity Fields using Bubble Image Velocimetry

본 연구에서는 테트라포드로 피복된 경사식 마운드 위의 직립벽에 작용하는 충격쇄파압을 쇄파 형태에 따라 구분하기 위해 규칙파를 생성하고 충돌 직전의 유속장과 기포분율을 측정하였다. 유속장 측정을 위해 쇄파 중 발생하는 기포의 움직임을 추적하는 기포영상유속계를 사용하고 기포분율 측정을 위해 복합파고계 기법(Na and Son, 2021)을 활용하였다. 측정된 입사파의 주기가 짧을수록 최대평균유속은 사면에서 파속에 비해 적은 감소율을 보였지만 파랑이 사면을 따라 진행하며 쇄파가 더 빨리 발생하여 기포분율이 증가하였고 결과적으로 중복파압형태의 파압이 작용하였다. 주기가 큰 실험파의 경우 충돌 전 유입되는 공기가 적어 flip-through 형태(Cooker and Peregrine, 1991)의 흐름양상을 보였고, 파압이 급격하게 증가함을 확인할 수 있었다. To investigate varying wave impact pressure exerting at the crest wall of rubble mound seawall, depending on breaking wave properties, regular waves with different wave periods were generated. Wave velocity fields and void fraction were measured using bubble image velocimetry and simple combined wave gauge system (Na and Son, 2021). For the waves with shorter wave period, maximum horizontal velocity was less reduced compared to incident wave speed while breaking-induced air entrainment was occurred intensely, leading to a significant reduction of wave impact pressure at the crest wall. For the waves with longer wave periods, less air wave entrained and the wave structure followed a flip-through mode (Cooker and Peregrine, 1991), resulting in an abrupt increase of the impact pressure.22Nkc

OpenFOAM-based modeling of the self-rotating surge and wave barrier

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회전축 변화에 따른 편심 이동된 수평원형실린더 파력발전장치의 운동성능 평가

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Experimental Investigation of Wave Force a Pavement Behind Crown Wall of Rubble Mound Seawall

본 연구에서는 경사식 호안 배후면에 포장체에 작용하는 월파력과 양압력에 대한 설계 경험식 수립을 위하여 실험적인 연구를 수행하였다. 경사식 호안 상부구조물의 파라펫 유무, 수심, 상대여유고 그리고 소파블록 피복두께 달리하여 실험을 수행하였고, 경사식 호안 상부구조물 및 배후면 포장체에 작용하는 시계열 파압분포를 분석하였다. 그리고 경사식 호안 상부구조물 및 배후면 포장체에 작용하는 최대 파압 분포도를 분석하여 월파압과 양압에 관계하는 주요 상관변수를 식별하였다. 실험자료의 검증을 위해 경사호안 전면부에 작용하는 수평파력의 결과를 Nogaard (2013)가 제안한 식과 비교하였다. 식별된 주요상관변수를 이용하여 경사식 호안 배후면 포장체에 작용하는 월파력과 양압력에 대한 경험식을 제안하였다.2

Analysis of wave loads acting on the self-rotating surge and wave barrier

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자가회전식 가동식 호안에 대한 수치해석

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An irregular wave generation and active wave absorption using a vertically-discretized pistons

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Vertically-Discretized Wavemaker for Generating Free Surface and Internal Waves

피스톤형 조파장치는 수심에 상관없이 유속이 동일하게 생성된다는 제약이 있다. 본 연구에서는 이러한 제약조건 없이 실제 파랑의 유속분포와 근접한 움직임을 생성하는 연직 다열화된 조파장치가 개발되었다. 선택적으로 자유수면파 및 내부파 조파를 생성할 수 있는 다열화된 각 패들(paddle)의 스트로크(stroke)에 대해 일차 선형해석해가 유도되었다. 유도된 해석해는 조파판의 개수에 따라 기존의 피스톤형 혹은 플랩형 조파장치 해석해로 수렴함이 밝혀졌다. 본 연구에서 개발된 조파장치의 성능은 수치적으로 평가되었다. 오픈소스 수치모형인 OpenFOAM의 솔버 중, 다상 비압축 유체에 대한 Navier-Stokes 방정식을 해석하는 olaDyMFlow가 채택되었다. olaDyMFlow는 상 사이의 표면을 수면압축방법을 사용하여 해석하고 동적격자모형을 이용하여 조파판의 움직임을 직접 구현하며 수치수조의 반대편에서는 파랑흡수방법을 사용하여 소파하는 기능이 있다. 수치모형 실험결과, 다열화된 패들이 층류 흐름 조건에서 심해파를 피스톤형 조파장치보다 효율적으로 생성시킴을 확인할 수 있다. 마지막으로 공기, 기름 및 물이 사용된 다상 내부파 흐름조건에서 두 개의 패들을 활용하여 각각 내부파 및 표면파 생성이 해석해와 일치함을 확인하였다.2

Experimental Investigation of Hydraulic Characteristics of Self-rotating Surge and Wave Barrier

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Physical Model Test of Spatial distribution of Wave Overtopping Pressures behind Rubble Mound Seawall

연구에서는 경사식 호안 배후에 작용하는 월파압의 공간적인 분포를 계측하기 위하여 불규칙파를 조파하여 수리모형실험을 수행하였다. 경사식 호안의 마운드 높이, 전사면 피복 너비, 상부 구조물의 파라펫 유무, 수심 그리고 상대여유고를 달리하여 실험을 수행하였다. 경사식 호안 배후면에 이격거리를 달리한 수직 구조물을 설치하여 수평파압을 계측하였다. 실험결과를 통해 월파압의 공간적인 분포 특성을 분석하여 구조물에 작용하는 월파압에 대한 경험식을 제안할 예정이다.2