DOI QR코드

DOI QR Code

Transformation of Irregular Waves due to Rectangular Submerged Non-porous Breakwaters

사각형형상 불투과성 수증방파제에 의한 불규칙파의 변형

  • 황종길 (한양대학교 대학원 토목공학과) ;
  • 이승협 (한양대학교 대학원 토목공학과) ;
  • 조용식 (한양대학교 공과대학 토목공학과)
  • Published : 2004.11.01

Abstract

A combined experimental and numerical effort is presented for investigation of reflection of irregular waves due to rectangular submerged breakwaters. In the numerical model, the Reynolds equations are solved by a finite difference method and k-$\varepsilon$ model is employed for the turbulence analysis. To track the free surface displacement, the volume of fluid method is employed. Numerical predictions of transmission and reflection coefficients are verified by comparing to laboratory measurements. Very reasonable agreements are observed. The reflection coefficients become stronger in proportion to numbers of submerged breakwaters.

본 연구에서는 사각형형상 수중방파제에 의한 불규칙파의 반사에 대하여 수리모형실험과 수치모형실험을 수행한 후 실험결과를 비교하였다. 수치해석 모형에서는 Reynolds 방정식을 지배방정식으로 사용하고 난류해석을 위해 k-$\varepsilon$모델을 적용하였으며, 자유수면변위를 추적하기 위해 VOF기법을 사용하였다. 수리모형실험과 수치모형실험의 결과는 서로 잘 일치하였으며, 수중방파제의 배열이 증가함에 따라 반사율은 증가하였다.

Keywords

References

  1. 박우선, 오영민, 전인식 (1992). '최소자승기법에 의한 입 . 반사파의 분리기법.' 한국해안해양공학회논문집, 제4권, 제3호, pp. 139-145
  2. 조용식, 이종인, 김영택 (2002). '사각형형상 수중방파제의 반사에 관한 수리실험' 한국수자원학회논문집, 제34권, 제5호, pp. 563-573 https://doi.org/10.3741/JKWRA.2002.35.5.563
  3. 조용식, 전찬후 (2003). '크노이드파의 발생과 최대 처오름높이' 한국해안해양공학회논문집, 제15권, 제2호, pp. 80-85
  4. 전찬후, 조용식, 이종인 (2003). '사다리꼴형상 수중방파제에 의한 정현파의 Bragg 반사.' 한국수자원학회 논문집, 제36권, 제5호, pp. 741-749
  5. 정재상, 조대희, 황종길, 조용식 (2004). '사각형형상 수중 방파제를 통과하는 불규칙파의 반사.' 한국수자원학회논문집, 인쇄중 https://doi.org/10.3741/JKWRA.2004.37.9.729
  6. 허동수, 김도삼 (2003). 'VOF법에 의한 불규칙파동장에 있어서 불투과잠제에 의한 파랑에너지 변형특성' 한국해안해양공학회논문집, 제15권, 제4호, pp.207-213
  7. Chang, K.-A., Hsu, T.-J. and Liu, P. (2001). 'Vortex generation and evolution in water waves propagating over a submerged rectangular obstacle. Part I. Solitary waves.' Coastal Engineering, Vol. 44, pp. 13-36 https://doi.org/10.1016/S0378-3839(01)00019-9
  8. Chorin, A. J., 1968, 'Numerical Solution of the Navier-Stokes Equations,' Math.Comput., Vol. 22, pp. 745-762 https://doi.org/10.2307/2004575
  9. Goda, Y. (2000). 'Random Seas and Design of Maritime Structures.' World Scientific, Singapore
  10. Goda, Y. and Suzuki, Y. (1976). 'Estimation of incident and reflected waves in random wave experiments.' Proceedings of the 15th International Conference on Coastal Engineering, pp. 828-845, USA
  11. Hwung, H.-H., Tu, S.-Y. and Hwang, K.-S. (2002). 'The interaction of a solitary wave and a submerged porous breakwater.' Proceedings of the 5th International Conference on Hydrodynamics, pp. 365-370, Taiwan
  12. Lin, P. and Liu, P. L.-F., (1998). 'A numerical study of breaking waves in the surf zone.' Journal of Fluid Mechanics, Vol. 359, pp. 239-264 https://doi.org/10.1017/S002211209700846X
  13. Lin, P. (2004). 'A numerical study of solitary wave interaction with rectangular obstacles.' Coastal Engineering, Vol. 51, pp. 35-51 https://doi.org/10.1016/j.coastaleng.2003.11.005
  14. Losada, I.J., Patterson, M.D. and Losada, M.A. (1997). 'Harmonic generation past a submerged porous step.' Coastal Engineering, Vol. 31, pp. 281-304 https://doi.org/10.1016/S0378-3839(97)00011-2
  15. Mase, H., Oki. K., Kitano, T. and Mishima, T. (2000). 'Experiments on Bragg scattering of waves due to submerged breakwaters.' Coastal Structures '99, pp. 659-665
  16. Suh, K.D., Park, W.S. and Park, B.S. (2001). 'Separation of incident and reflected waves in wave-current flumes.' Coastal Engineering, Vol. 43, pp. 149-159 https://doi.org/10.1016/S0378-3839(01)00011-4

Cited by

  1. Effects of submerged structure on rubble-mound breakwater: Experimental study vol.11, pp.6, 2007, https://doi.org/10.1007/BF02885898