Behavior of Overtopping Flow of Caisson Breakwater with Dissipating Block: Regular Wave Conditions

소파블록피복 케이슨 방파제에서 월파의 거동분석: 규칙파 조건

  • 류용욱 (한국건설기술연구원 하천.해안항만연구실) ;
  • 이종인 (한국건설기술연구원 하천.해안항만연구실) ;
  • 김영택 (한국건설기술연구원 하천.해안항만연구실)
  • Published : 2009.02.28

Abstract

The present study investigates the behaviour of overtopping flows falling on the leeside of a caisson breakwater with dissipating blocks through laboratory measurements. The falling overtopping flows in the leeside are expected to directly affect the leeside stability of the breakwater. This study focuses on not the resultant stability but the characteristic pattern of the overtopping flows depending on wave conditions through examining front velocity and plunging distance in the leeside. Regular waves were used to investigate the dependence of the overtopping flow pattern on wave conditions and a modified image velocimetry combining the shadowgraphy and cross-correlation method was employed for measurements of image and velocity. From the measurements, it is shown that the plunging distance and front velocity of the overtopping flow in the breakwater leeside increase as the wave period or height increases. From non-dimensional relationships between the variables, empirical formula for the velocity and overtopping distance are suggested.

본 연구에서는 소파블록피복 케이슨 방파제 후면으로 떨어지는 월파의 거동을 분석하기 위하여 수리모형실험을 수행하였다. 방파제 후면으로 낙하하는 월파는 배후사면으로 내습하며 배후사면의 안정성에 직접적인 영향을 준다. 본 연구에서는 배후면에서의 월파거동을 검토하기 위해 월파의 전면유속, 파형 및 관입거리를 측정하였으며, 다양한 파랑조건에 대한 월파의 특성변화를 비교 분석하였다. 수리모형실험은 파랑조건과의 상관성에 초점을 두기 위해 규칙파를 대상으로 하였으며, 월파수괴의 전면유속, 파형, 관입거리를 측정하기 위하여 그림자기법과 교차상관기법을 응용한 화상유속기법을 이용하여 측정하였다. 실험결과에 의하면 배후면에서 월파의 관입거리와 유속은 입사파의 주기와 파고가 커짐에 따라 증가함을 알 수 있었으며, 무차원변수 사이의 상사관계로부터 유속 및 거리분포에 대한 경험식을 유도하였다.

Keywords

References

  1. 오정은, 서경덕, 권혁민 (2006). 호안에서의 월파에 대한 신뢰성 해석. 한국해안.해양공학회지, 18(1), 69-83
  2. 유용욱, 이종인, 김영택 (2007). 쇄파에 의한 처오름과 월파 유속. 한국해안.해양공학회지, 19(6), 606-613
  3. 이철응 (2003). 월파에 대한 경사식 해안 구조물의 신뢰성 해석. 한국해안.해양공학회지, 15(4), 214-223
  4. Anderson, O.H., Juhl, J. and Sloth, P. (1992). Rear Side Stability of Berm Breakwaters. Proc. 23rd Coast. Engrg. Conf., ASCE, 1020-1029
  5. Chang, K.-A. and Liu, P.L.-F. (1999). Experimental investigation of turbulence generated by breaking waves in water of intermediate depth. Physics of Fluids, 11, 3390-3400 https://doi.org/10.1063/1.870198
  6. Govender, K., Mocke, G.P., and Alport, M.J. (2002). Videoimaged surf zone wave and roller structures and flow fields. J. Geophy. Res., 107, 3072 https://doi.org/10.1029/2000JC000755
  7. Kudale, M.D. and Kobayashi, N. (1996). Hydraulic stability analysis of leeside slope of overtopped breakwaters. Proc. 25th Coast. Engrg. Conf., ASCE, 1721-1734
  8. Ryu, Y., Chang, K.-A. and Lim, H.-J. (2005). Use of bubble image velocimetry for measurement of plunging wave impinging on structure and associated greenwater. Meas. Sci. Tech., 16, 1945-1953 https://doi.org/10.1088/0957-0233/16/10/009
  9. Van Dijk, B (2001). The Rear Slope Stability of Rubble Mound Breakwaters. MS thesis, Delft U of Tech
  10. Van Gent, R.A. and Pozueta, B. (2004). Rear-side Stability of Rubble Mound Structures, Proc. 29th Coast. Engrg. Conf., ASCE.3481-3493
  11. Verhagen, H.J., Van Dijk, B. and Nederpel, A. (2003). Riprap Stability on the Inner Slopes of Medium-Height Breakwaters. Proc. Coast. Struc. 2003, Portland. 213-222