Abstract
Morison formula has been used in the determination of wave forces acting on vertical cylindrical piles of ocean structures. The formula, however, can be applied to mildly varying varying incident waves with symmetrical shapes. The breaking waves impinge on structures with very high impact forces, which completely differ from the inertia and drag forces of the Morison formula in both magnitudes and characteristics. In the present study, a boundary element method is applied to determine the water particle velocity and acceleration under the breaking waves. A numerical model is then developed to determine breaking wave forces utilizing those water particle kinematics. The results of the model is then developed to determine breaking wave forces utilizing those water particle kinematics. The results of the model agree well with existing experimental data, giving maximal wave forces 3 times and maximal moments 5 times larger than the Morison formula does.
해양구조물의 연직 원형파일에 작용하는 파력은 파일 직경이 입사파장에 비해 매우 작은 경우에는 주로 항력과 관성력의 합으로 표시되는 Morison 식을 이용하여 결정하여 왔다. 그러나 Morison 식은 대칭형장을 유지하며 비교적 완만히 변화하는 파에 대해서 적용이 가능하다. 구조물 부재에 쇄파가 작용할 경우, 쇄파파력은 항력과 관성력에 추가하여 강한 충격쇄파력을 고려해야 한다. 본 연구는 임의 이차원 경사해빈에서 경계요소법을 적용하여 쇄파 내부점들의 수립자 속도 및 가속도를 계산하고, 이들을 이용하여 쇄파에 의한 쇄파파력을 계산하기 위한 모델기법을 수립하였다. 모델결과는 기존의 쇄파파력 측정 실험결과와 매우 잘 일치하였으며, Morison 식의 적용결과와 비교할 때 쇄파파력은 최고 약 3배, 모멘트는 최고 약 5배 정도 크게 나타났다
