이어도 종합해양과학기지에 대한 설계파력의 검토 I: 삼차원 수리모형실험

Abstract

한국해양연구소는 1998년에 이어도 종합해양과학기지의 기본설계를 수행한 바 있으며 심해 설계파에 Morison 식과 Stream function 이론을 적용하여 설계파력을 결정한 바 있다. 본 연구에서는 삼차원 수리모형실험 통하여 이어도 해역에서의 파랑전파를 모의하였으며, 구조물의 파력 및 Air gap를 계측하고 이들을 SACS 프로그램의 계산치와 비교함으로써 기본설계 값들의 타당성을 검토하였다. 그 결과, 시도된 4개의 심해파향 중에서 SSW, S, SE계열의 파향에 대해서는 계측치가 SACS 계산치 보다 작게 나타났다. 그러나, 유일하게 구조물에 미치기 전에 쇄파되는 NNW계열의 파향에서는 전반적으로 SACS 계산치를 상회하였으며, 그방향성 흐름과 파가 복합되어 있는 경우와 매우 유사한 파력변화를 보여주었다. 구조물의 Air gap은 모든 심해파향에 대하여 계측치가 기본설계치보다 작은 것으로 나타났다.

Korea Ocean Research and Development Institute performed the basic design of the Ear-Do Ocean Research Station in 1998. The design wave was taken to be the deep water wave which was obtained through wave hindcasting procedure. Wave forces acting on the structure were calculated by Morison formula utilizing the stream function theory of 5th. order. In the present study, a three dimensional hydraulic model testing was undertaken to investigate the validity of the basic design, measuring wave propagation over the Ear-Do, horizontal wave forces and air gaps. The measured forces were all compared by the corresponding values calculated by SACS program based on th design on the design wave. The results showed that in the three deep water wave directions (SSW, S, SE) the measured wave farces appeared less than the SACS calculated. But in the NNW wave direction, the measured forces generally exceeded the calculated values and showed a peculiar pattern very similar to the case that waves are superimposed by an unidirectional current. It was also found that the measured air gap underneath the structure appeared less than the values taken in the basic design for all wave directions.