기포영상유속계와 복합파고계를 활용한 경사식 호안 전면에서 쇄파의 형태에 따른 충격쇄파압의 분류
Experimental Study on Impact Pressure at the Crown Wall of Rubble Mound Seawall and Velocity Fields using Bubble Image Velocimetry
0
조회
0
다운로드
0
인용
0
참고문헌
키워드
초록
본 연구에서는 테트라포드로 피복된 경사식 마운드 위의 직립벽에 작용하는 충격쇄파압을 쇄파 형태에 따라 구분하기 위해 규칙파를 생성하고 충돌 직전의 유속장과 기포분율을 측정하였다. 유속장 측정을 위해 쇄파 중 발생하는 기포의 움직임을 추적하는 기포영상유속계를 사용하고 기포분율 측정을 위해 복합파고계 기법(Na and Son, 2021)을 활용하였다. 측정된 입사파의 주기가 짧을수록 최대평균유속은 사면에서 파속에 비해 적은 감소율을 보였지만 파랑이 사면을 따라 진행하며 쇄파가 더 빨리 발생하여 기포분율이 증가하였고 결과적으로 중복파압형태의 파압이 작용하였다. 주기가 큰 실험파의 경우 충돌 전 유입되는 공기가 적어 flip-through 형태(Cooker and Peregrine, 1991)의 흐름양상을 보였고, 파압이 급격하게 증가함을 확인할 수 있었다.
Abstract
To investigate varying wave impact pressure exerting at the crest wall of rubble mound seawall, depending on breaking wave properties, regular waves with different wave periods were generated. Wave velocity fields and void fraction were measured using bubble image velocimetry and simple combined wave gauge system (Na and Son, 2021). For the waves with shorter wave period, maximum horizontal velocity was less reduced compared to incident wave speed while breaking-induced air entrainment was occurred intensely, leading to a significant reduction of wave impact pressure at the crest wall. For the waves with longer wave periods, less air wave entrained and the wave structure followed a flip-through mode (Cooker and Peregrine, 1991), resulting in an abrupt increase of the impact pressure.
참고문헌 (18)
- Bullock, G. N., "Violent breaking wave impacts. Part 1: results from large-scale regular wave tests on vertical and sloping walls", Coastal Engineering, 54, pp.602~617 (2007)
- Chuang, W., "Green water velocity due to breaking wave impingement on a tension leg platform", Exp. Fluids, 56(7), pp.1~21 (2015)
- Cooker, M.J., "Developments in Coastal Engineering", pp.47~64 (1991), Univ. of Bristol
- Cox, D.T., "Laboratory measurements of void fraction and turbulence in the bore region of surf zone waves", J. Eng. Mech., 129(10), pp.1197~1205 (2003)
- Deane, G.B., "Scale dependence of bubble creation mechanisms in breaking waves", Nature, 418(6900), pp.839~844 (2002)
- Hattori, M., "Wave impact pressure on vertical walls under breaking waves of various types", Coastal Engineering, 22(1-2), pp.79~114 (1994)
- 고행식, "경사식 호안 상부구조물 배후 포장체에 작용하는 파력에 대한 실험적 연구", 한국해안·해양공학회논문집, 34(1), pp.19~25 (2022), 한국해안,해양공학회[DOI]
- Lin, C., "Flow property and self-similarity in steady hydraulic jumps", Exp. Fluids, 53(5), pp.1591~1616 (2012)
- Lugni, C., "Wave impact loads: the role of the flipthrough", Phys. Fluids, 18, pp.122101~122118 (2006)
- Na, B., "Turbulent flow field and air entrainment in laboratory plunging breaking waves", J. Geophys. Res, 121(5), pp.2980~3009 (2016)
- Na, B., "Flow kinematics and air entrainment under laboratory spilling breaking waves", J. Fluid Mech., 882, pp.A15~ (2020)
- Na, B., "Void fraction estimation using a simple combined wave gauge system under breaking waves", Ocean Engineering, 241, pp.110059~ (2021)
- Pedrozo-Acuna, A., "Laboratory investigation of pressure gradients induced by plunging breakers", Coastal Engineering, 58(8), pp.722~738 (2011)
- Rojas, G., "Void fraction measurements beneath plunging and spilling breaking waves", J. Geophys. Res., 115, pp.C08001~ (2010)
- Ryu, Y., "Use of bubble image velocimetry for measurement of plunging wave impinging on structure and associated greenwater", Meas. Sci. Tech., 16, pp.1945~1953 (2005)
- 유용욱, "쇄파에 의한 월파의 기포분율에 대한 실험적 연구", 한국해안·해양공학회논문집, 20(2), pp.157~167 (2008), 한국해안,해양공학회
- 유용욱, "쇄파에 의한 처오름과 월파유속", 한국해안·해양공학회논문집, 19(6), pp.606~613 (2007), 한국해안,해양공학회
- Song, Y., "Experimental study on flow kinematics and impact pressure in liquid sloshing", Fluids, 54(9), pp.1~20 (2013)