부유식 방파제의 반사-투과 경계조건을 적용한 항만 정온도의 해석

Abstract

부유식 방파제는 고정식 방파제에 비하여 항 내·외 해수교환성은 우수한 반면, 항내 정은도가 다소 저하되는 특징이 있다. 따라서, 설계초기단계에서 부유식 방파제의 여러 평면배치 대안에 대하여 항내 정온도를 적절히 평가할 필요가 있다. 본 연구에서는 기존의 시간의존완경사 방정식을 부유식 방파제 설치안에 대해서도 적용할 수 있도록 하기 위하여 부유식 방파제의 반사와 투과를 동시에 반영할 수 있는 일종의 반사-투과 경계조건을 정식화하였다. 본 경계조건의 성능을 검토하기 위하여 이차원 및 삼차원 해석을 수행한 결과, 수치해석에 입력된 반사 및 투과율이 수치적으로 잘 구현됨을 확인하였다. 마지막으로 본 반사-투과 경계조건을 부유식 방파제가 설치되어 있는 가상적 항만에 적용하였으며, 본 수치해석이 부유식 방파제의 실해역 설치를 위한 실무에서도 충분히 효과적으로 이용될 수 있음을 예시하였다.

The floating breakwater generaly has an excelent water exchanging capability, but with somelowering harbor tranquility due to the wave transmission underneath floating body. In the initial stage of design,it is thus required to investigate several alternatives of breakwater layout for their performance of harbortranquility. The present study aims to formulate a sort of reflection - transmission boundary condition of floatingbreakwater so that the existing numerical method using time dependent mild slope equation can stil be appliedto the case of floating breakwaters. The two and thre dimensional tests were each performed to demonstrate theperformance of the boundary condition. It was found that the reflection and transmission characteristics aroundthe breakwater were wel reproduced by the boundary condition. Finaly, the reflection-transmision boundarycondition were applied to a floating breakwater installed in an imaginary harbor with an irregular shape andbotom topography. The results surely showed that the present numerical method can effectively used in practicalworks related to the real sea construction of floating breakwaters.