Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers (한국해안·해양공학회논문집)

Korean Society of Coastal and Ocean Engineers (한국해안·해양공학회)
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The Study on the Wave Pressure of the Tsunami Acting on the Permeable Structure

투과성구조물에 작용하는 지진해일파압에 관한 연구

  • Lee, Kwang-Ho (Departments of Civil Engineering, School of Engineering, Nagoya University) ;
  • Choi, Hyun-Seok (Department of Civil Engineering, Korea Maritime University) ;
  • Kim, Chang-Hoon (Department of Civil Engineering, Korea Maritime University) ;
  • Kim, Do-Sam (Department of Civil Engineering, Korea Maritime University) ;
  • Cho, Sung (Gyeong-In waterway business division, Korea water resources corporation)
  • 이광호 ((일) 나고야대학교 공학연구과 사회기반공학) ;
  • 최현석 (한국해양대학교 토목공학과) ;
  • 김창훈 (한국해양대학교 토목공학과) ;
  • 김도삼 (한국해양대학교 토목공학과) ;
  • 조성 (한국수자원공사 경인 아라뱃길건설처)
  • Received : 2011.01.28
  • Accepted : 2011.02.09
  • Published : 2011.02.28
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Abstract

In this study, wave pressure of short-period gravity waves and tsunami acting on the upright section of the horizontal-slit type caisson placed on the impermeable or permeable seabed, which is a well-known permeable breakwater with a good wave controlling ability, are investigated via numerical simulations. Further, the permeable seabed was modeled as the porous media with porosity of 0.4. Using the numerical results, the effects of the seabed conditions on the wave pressure on the front wall and inside wall of the chamber have been studied. In the numerical simulations, short-period gravity waves and tsunami(solitary wave or bore) with the same amplitude to the gravity wave are considered. A numerical wave tank is used, which is able to consider a gas-liquid two-phase flow in the same calculation zone. Numerical results show that the wave pressure of the tsunami was 3~5 times higher than the short-period gravity waves acting on the front wall and it was 2~4 times higher than the short-period gravity waves acting on the inner wall.

본 연구에서는 투과성구조물에서 우수한 파랑제어기능을 발휘하는 것으로 잘 알려져 있는 슬리트케이슨제 중에 기본형인 연직벽형 횡슬리트케이슨제가 불투과성지반 및 투과성지반상에 설치된 조건하에 구조물에 작용하는 단주기파랑 및 지진해일파에 의한 파압의 특성을 논의한다. 투과성지반의 해석에서는 공극율을 편의상 0.4로 가정하여 2차원 및 3차원수치해석을 수행하고, 불투과성의 경우와 그의 차이를 비교 검토한다. 이 때, 입사파랑의 조건으로는 설계파랑으로 일반적으로 고려되는 단주기파랑과 그의 진폭과 동일한 크기로 내습하는 지진해일파(고립파 혹은 단파)를 고려하며, 슬리트케이슨제의 전면유공부 및 유수실 내부의 불투과벽체에 작용하는 파압을 대상으로 한다. 해석에서는 기체와 액체의 혼상동적현상을 하나의 지배방정식으로 해석하는 이상류(二相流) 모델에 기초한 2차원 및 3차원수치파동수로를 각각 적용한다. 얻어진 수치해석결과에 의하면, 슬리트케이슨제의 전면유공부에서는 단주기 파랑에 비해 지진해일파의 작용파압이 약 3~5배 높은 값을 나타내고, 유수실 내부벽에서는 약 2~4배 높은 값을 각각 나타낸다.

Keywords

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