투과성 이중 반원통 구조물에 의한 파 차단성능

Wave Deformation and Blocking Performance by a Porous Dual Semi-Cylindrical Structure

  • 조일형 (제주대학교 해양시스템공학과)
  • Cho, Il-Hyoung (Department of Ocean System Engineering, Jeju National University)
  • 발행 : 2010.02.28

초록

투과성 이중 반원통 구조물과 경사 입사파간의 상호작용문제를 선형포텐셜 이론을 사용하여 살펴보았다. 투과성 이중 반원통 구조물은 바닥에 고정된 동심원상으로 배열된 2개의 원통 구조물로 이루어지며 각 원통 구조물의 전면은 일정한 공극율을 갖는 투과벽으로 후면은 투명한 벽으로 구성된다. 전면 투과벽의 공극율과 간격 그리고 파랑특성(주파수, 입사각)을 변화시키면서 파랑하중과 처올림 파형 그리고 파 차단성능을 살펴보았다. 파 차단 성능의 척도로서 차단영역내의 평균제곱 변위의 제곱근(R.M.S.)을 사용하였다. 투과성 반원통 구조물은 불투과성 구조물과 비교하여 차단영역내의 파도응답을 감소시키며 구조물에 작용하는 파랑하중을 크게 줄여준다. 특히 이중 구조물은 고주파주 영역에서 단일 구조물보다 파를 차단하는데 효과적이다.

The interaction of oblique incident waves with a porous dual semi-cylindrical structure is investigated under the assumption of linear potential theory. The porous dual semi-cylindrical structure consists of two concentric bottom-mounted cylindrical structures that are porous in front half and transparent in back half. By changing porosity, gap, and wave characteristics(wave frequencies, incidence angle), the wave blocking performance as well as the wave loads and the wave run-up are obtained. As a convenient measure of overall wave blocking performance, the root mean square(R.M.S.) of the wave elevation in a sheltered region is used. It is found that the porous semi-cylindrical structure may significantly reduce the wave response in a sheltered region and the wave forces decrease largely compared to the impermeable structure. The dual structure is more effective in reducing the wave response in a sheltered region than the mono type in the region of high frequencies.

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참고문헌

  1. 조일형 (2003). N개의 투과성 원기둥 배열에 의한 파랑제어. 한국해안해양공학회지, 15(4), 232-241.
  2. 조일형 (2004). 투과성 이중 원통구조물 배열에 의한 파랑제어. 한국해양공학회지, 18(5), 7-14.
  3. 조일형 (2009). 비 균일한 공극율을 갖는 투과성 원기둥과 파의 상호작용. 한국해양공학회지, 23(6), 23-31.
  4. Cho, I.H. and Kim, M.H. (2000). Interaction of horizontal porous flexible membrane with wave. J. Waterway, Port, Coastal and Ocean Engrg., 126(5), 245-253. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-950X(2000)126:5(245)
  5. Cho, I.H. and Kim, M.H. (2008). Wave absorbing system using inclined perforated plates. J. Fluid Mech., 608, 1-20.
  6. Chwang, A.T. (1983) A porous wavemaker theory. J. Fluid Mech., 132, 395-406. https://doi.org/10.1017/S0022112083001676
  7. Isaacson, M., Premasiri, S. and Yang, G. (1998). Wave interactions with vertical slotted barrier. J. Waterway, Port, Coastal and Ocean Engrg., 124, 118-126. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-950X(1998)124:3(118)
  8. Jarlan, G.E. (1961). A perforated vertical wall breakwater. Dock Harbour Auth. XII, 486, 394-398.
  9. Sankarbaru, K., Sannasiraj, S.A. and Sundar, V. (2008). Hydrodynamic performance of a dual cylindrical caisson breakwater. Ocean Engineering, 55, 431-446.
  10. Williams, A.N. and Li, W. (2000). Water wave interaction with an array of bottom-mounted surface-piercing porous cylinders. Ocean Engineering, 27, 841-866. https://doi.org/10.1016/S0029-8018(99)00004-9