경사수역에 설치된 잠제 주변의 유속장과 와의 발생에 대한 수치모의
Numerical Simulation of Velocity Fields and Vortex Generation around the Submerged Breakwater on the Sloped Bottom
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초록
잠제 주변의 유속장과 와의 발생에 대한 이해는 잠제의 소파메커니즘과 표사 및 구조물의 안정과 관련하여 중요한 기초자료로 활용될 수 있다. 본 연구에서는 일정한 경사수역에 설치된 불투과잠제 주변의 유속장의 해석과 와(vortex)의 발생을 수치적으로 모의하기 위해 자유수면의 추적기법인 VOF법에 기초하고 있는 김 등(2001,2002)이 제안한 2차원 수치파동수로를 이용하였다. 특히, 잠제 주변의 정상류의 해석을 통해 잠제의 기하 형상 및 파랑의 입사조건에 따른 와의 발생형태를 고찰하였다. 수치모의 결과 잠제 전면에서는 반시계방향의 와가 발생하였고 잠제 후면에서는 시계방향의 와가 발생하였으며 와의 크기는 입사파고와 주기에 가장 민감하였다.
Abstract
The study of velocity fields and vortex generation around the submerged breakwater can be utilizedas materials related to understanding of wave disipation mechanism, sediment transport, and stability ofstructure. In the present study, two-dimensional numerical wave flume, based on the VOF method to trace fresurface, developed by Kim et al.(2001, 2002) was used to numericaly simulate velocity fields and vortexgeneration around the impermeable submerged breakwater instaled at the uniform botom. Especialy, thecharacteristics of vortex generation due to the geometry of the structure and incident wave conditions areexamined through the analysis of averaged-velocity fields around the impermeable submerged breakwater. Fromthe numerical simulations, it is confirmed that a counter clockwise vortex is formed in front of the structure anda clockwise vortex develops behind the structure. Also, incident wave height and period have an sensitive effecton the strength of vortex.