Nonlinear Interaction between the Permeable Submerged Breakwater and Third Order Stokes Waves

사석잠제와 Stokes 3차파와의 비선형간섭에 관한 연구

  • Published : 1998.06.01

Abstract

Recently, the interests of the construction of the permeable submerged breakwaters have been increased to preserve and to improve the coastal environment, and to control the incident waves and littoral transport. It is very important to predict the wave transformation precisely over the permeable submerged breakwaters. This study discusses nonlinear wave transformation and characteristics by using BEM based on the frequency domain method of the 3rd-order Stokes waves. The Dupuit-Forchheimer formula is applied to the analysis of the fluid resistance of rubble stones, and the equation about equivalent linear frictional coefficient is newly modified based on the Lorentz's condition for the equivalent work. The numerical results are compared with the experimental ones for verification. These two results give a close agreement each other. It is confirmed that the present method of the 3rd-order Stokes waves estimates more precisely than that of the 2nd-order Stokes waves.

파랑제어 및 표사제어라고 하는 해안·항만구조물의 원래의 기능 이외에 해양·해안환경의 유지·개선의 기능까지도 갖춘 투과성잠제에 의한 비선형파랑변형을 해석하였다. 해석법으로서 Stokes 3차파에 기초한 섭동전개법과 경계요소법을 병용하는 주파수영역해석법을 처음으로 투과성잠제의 파랑변형에 적용하였다. 투과층내의 유체운동의 저항에는 Dupuit-Forchheimer의 저항식을 적용하며, Lorentz의 등가일원리에 기초하여 얻어지는 등가선형마찰계수의 산정식을 공간적분만의 형태로 나타내었다. 본 이론의 검증을 위하여 수리모형실험을 실시하였으며, 얻어진 수리모형실험결과는 수치해석결과와 잘 일치하므로 그의 타당성이 검증되었고, 본 해석결과가 Stokes 2차파에 기초한 결과보다도 더 정확성을 가진다는 것을 확인할 수 있었다.

Keywords

References

  1. 한국항만학회지 v.8 no.2 사석방파제에의한 파랑변형에 관한 연구 강인식;곽기석;김도삼;양윤모
  2. 대한토목학회논문집 v.17 no.II-5 약비선형모델에 의한 투과성잠제와 Stokes 2차파와의 비선형 간섭에 관한 연구 김도삼;윤덕영;허동수;함계운
  3. 대한토목학회논문집 v.17 no.II-3 수치파동수조 중에 놓인 잠제에 의한 쇄파의 수치해석에 관한 연구 김도삼;허동수;윤덕영;정연태
  4. 대한토목학회논문집 v.16 no.II-6 약비선형모델에 의한 파와 잠제와의 비선형 간섭에 관한 연구 윤덕영;허동수;김도삼;강주복
  5. 弟35回海岸工學講演會論文集 透水層土.の波浪變形に對する非線形非定常ダルシ-則の適用性について 出白一郎;심木享;白谷宏司
  6. 海岸工學論文集 v.36 透過潛による波浪變形モデル Somchai, R.;磯部雅彦;渡邊晃
  7. 海岸工學論文集 v.36 潛堤および 透過潛性構造物海浜における波動解析 泉宮尊司;遠藤雅
  8. 海岸工學論文集 v.41 透水層土の長波方程式と透過潛堤への適用性について 喜岡涉;甲?宏典;平岡愼司
  9. 海岸工學論文集 v.42 透水層水性構造物による波變形と內部流速場の ハイブリッド數値解析 水谷法美;後藤敏明;McDougal, W. G.
  10. Proc. 25th Int. Conf. Coastal Eng. Breaking limit, breaking and post-breaking wave deformation due to submerged structures Iwata, K.;Kawasaki, K.;Kim, D.S.
  11. Jour. Watenway, Harbour and Coastal Eng. Div. v.102 no.WW1 Wave transmissiomn through prous structures Madsen, O.S.
  12. Proc. 13th Coastal Eng. Conf. v.III Wave transmission through permeable breakwaters Sollitt, C.K.;Cross, R.H.
  13. Costal Engineering in Japn v.32 no.2 A mathematical model of wave transformation over a submerged breakwater Somchai R.;Isobe, M.;Watanabe, A.
  14. Coastal Eng Wave reflection and transmission at permeable breakwaters of arbitrary cross-section Sulisz, W.