직립 및 유공케이슨과 투과성 구조물의 조합에 의한 파랑의 반사율 분석

Abstract

해안구조물 중 원유부이(Buoy) 등과 같은 해안 구조물은 용도에 의하여 일정수심 이상을 확보할 수 있는 비교적 깊은 수심에 위치해야만 한다. 일반적으로 직립방파제의 전면에 이러한 해안 구조물이 설치되었을 경우, 방파제 전면에서의 반사파로 인하여 제 기능을 하지 못하는 경우가 발생한다. 따라서 부이와 같은 해안 구조물의 안정성을 확보하기 위하여 방파제 전면에서의 반사파를 저감시킬 필요가 있다. 본 연구에서는 직립제의 일부인 직립케이슨 및 유공케이슨의 전면에 높이와 형태가 다른 투과성 구조물을 설치하여 반사율 감소효과에 대한 수치모의를 실시하였다. 수치모의에는 범용성이 높은 단면 2차원 해석모델인 수치파동수로(CADMAS-SURF)를 사용하였고, 입사파랑으로는 Bretschneider-Mitsuyasu의 주파수 스펙트럼을 이용한 불규칙파를 조파하였으며, 투과성 구조물 전면에서의 반사율 산정에는 3점법을 사용하였다. 수치모의 결과 투과성 구조물의 높이가 낮은 경우에는 소파역할을 거의 하지 못하기에 적정한 높이가 필요함을 알 수 있었으며, 투과성 구조물의 형태가 직사각형일 때 가장 큰 반사율 감소효과를 보였으나 시공성 및 안정성 등을 고려한다면 직사각형에 근접하는 효과를 보인 사다리꼴의 적용이 효과적일 것으로 판단되었다.; Coastal structures such as oil buoys or floating breakwaters must be located at relatively deep water depth regions according to their uses. Generally, if a coastal structure is located in front of a vertical breakwater constructed in a nearshore region, the coastal structure may be damaged by the reflected waves from the vertical breakwater. In this case, it is possible to reduce the damage to the coastal structure from the reflected wave by constructing porous structures at the face of the vertical breakwater. In this study, a numerical simulation was performed to determine the reduction effect of wave reflection by locating porous structures with different heights and shapes in front of a vertical or slit caisson, which are parts of a vertical wall. The numerical model used was CADMAS-SURF, which is widely used, and the two-dimensional analysis model. Moreover, the offshore wave was an irregular wave that used the Bretschneider-Mitsuyasu frequency spectrum, and the three-point method was used to calculate the reflection coefficients in front of the porous structure. After the numerical analysis, it was found that the porous structure had to have the proper height because low porous structures almost do not dissipate wave energy. Moreover, the reduction effect on the reflection coefficient was most significant on the rectangular porous structure. When workability and stability are considered, however, the trapezoidal porous structure, which has approximately the same reduction effect on the reflection coefficient as that of the rectangular porous structure, was found to be the most effective.