Analytical solutions for wave reflection and transmission by vertical slotted barrier

학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 : 건설환경공학부, 2011.8. 서경덕.Docto

Wave pressure formula for perforated caisson with double chambers

Some of perforated caisson breakwaters have double wave chambers, for which no clear guideline for estimating design load is available. The well-known Takahashi's formula (Takahashi and Shimosako, 1994) is basically applicable to single-chamber perforated caisson. Considering this, we conducted physical experiment to develop a wave pressure formula for double-chamber perforated caisson.1

POWER GENERATION APPARATUS USING OCEAN WAVE AND THE METHOD THEREOF

본 발명은 파랑을 이용한 발전 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 파랑에 의한 기울기 변화 방향에 무관하게 발전을 수행하도록 함으로써 발전 효율을 현저히 향상시키는 파랑을 이용한 발전장치 및 방법에 관한 것으로, 상기 파랑을 이용한 발전 장치는, 환형 외관 상기 외관의 내부에 장착되는 환형의 권취코일 관 상기 권취코일의 외부에 귄취되는 도전성 권취코일 및 파랑에 의한 기울기 변화에 따라 상기 권취코 일관 내부에서 이동하여 자기력 변화를 일으키는 자성체인 하나 이상의 발전자 를 포함하여 구성되어,파랑 에 의한 기울기의 방향에 무관하게 발전을 수행할 수 있도록 하는 것에 의해 발전 효율을 향상시키는 효과 를 제공한다

Flow characteristics around the sluice caisson for tidal power plant investigated by particle image velocimetry

This study presents the results of PIV experiments for visualizing the flow characteristics of the sluice caisson of tidal power plant. At throat section downstream, it was observed that turbulent boundary layers are developed along the top and bottom surfaces of the sluice caisson, where active vortex-vortex interactions are apparently visualized. At the outlet of the sluice caisson, the flow came out as likely as jet stream and rose to the water surface slightly far downstream of the sluice caisson. Hence, the upper waters just behind the sluice caisson were not directly influenced by the flow. A slowly fluctuating large vortex cell was found in this region, while the magnitude of vortex was strongly dependent on the flow rate. top and bottom surfaces of the sluice caisson, where active vortex-vortex interactions are apparently visualized. At the outlet of the sluice caisson, the flow came out as likely as jet stream and rose to the water surface slightly far downstream of the sluice caisson. Hence, the upper waters just behind the sluice caisson were not directly influenced by the flow. A slowly fluctuating large vortex cell was found in this region, while the magnitude of vortex was strongly dependent on the flow rate.1

UNCERTAINTY PARAMETERS OF THE MEASURED AND CALCULATED WAVE FORCES ON THE PERFORATED CAISSON BREAKWATER

The purpose of this study is to analyze the uncertainty of the wave forces on the perforated caisson breakwater. Understanding the uncertainty of the wave force enables the caisson breakwater to be designed reasonably and economically. Theprobabilistic design methods, such as the reliability-based design method or the performance-based design method that are based on the reliability principles of ISO 2394 and ISO 21650, are becoming a global design standard. In this study, the uncertainty parameters of perforated caisson breakwaters were evaluated by using the normal and the log-normal distributions. The representative parameters evaluating the uncertainty of the wave forces are the bias and the coefficient of variation for the normal distribution and the scale and location parameters for the log-normal distribution. For the narrow chamber case (Group 1), most of the wave forces followed the normal distribution except for the wave force acting on the slit part at the crest I. The bias in Group 1 was widely distributed from -39 % to 79 % depending on the wave phase and the wave force. For the wide chamber case (Group 2), all the wave forces followed the log-normal distribution, but the uncertainty parameters of the log-normal distribution cannot directly be applied in the design process. The bias in Group 2 was also widely distributed between -55 % and 14 %.robabilistic design methods, such as the reliability-based design method or the performance-based design method that are based on the reliability principles of ISO 2394 and ISO 21650, are becoming a global design standard. In this study, the uncertainty parameters of perforated caisson breakwaters were evaluated by using the normal and the log-normal distributions. The representative parameters evaluating the uncertainty of the wave forces are the bias and the coefficient of variation for the normal distribution and the scale and location parameters for the log-normal distribution. For the narrow chamber case (Group 1), most of the wave forces followed the normal distribution except for the wave force acting on the slit part at the crest I. The bias in Group 1 was widely distributed from -39 % to 79 % depending on the wave phase and the wave force. For the wide chamber case (Group 2), all the wave forces followed the log-normal distribution, but the uncertainty parameters of the log-normal distribution cannot directly be applied in the design process. The bias in Group 2 was also widely distributed between -55 % and 14 %.1

서로 다른 형상의 호안 월파량 비교 수리모형실험

본 연구에서는 형상이 서로 다른 호안에 대한 월파량 계측 실험을 수행하였다. 호안의 형상은 직립 호안,원형 반파 호안, 상부 경사 호안의 세 가지를 고려하였으며, 주기 및 파고가 서로 다른 9가지 불규칙파를이용하여 실험을 수행하였다. 본 연구에서 고려한 호안 형상 및 실험파 조건에 대해서는 상부경사 호안의월파량이 가장 적었으며, 직립 호안의 월파량이 가장 많았다.고려한 호안 형상 및 실험파 조건에 대해서는 상부경사 호안의월파량이 가장 적었으며, 직립 호안의 월파량이 가장 많았다.2

유공률이 서로 다른 케이슨 방파제 전면벽에 작용하는 최대 파력

高橋 등(1991)의 유공방파제 파압공식은 수심, 마운드 높이, 유공부의 형상을 변화시키면서 수행된 2차원 단면 수리모형실험 결과로부터 얻어졌으며, 전면벽의 유공률 변화는 실험에서 고려하지 않았다. 이에 따라 高橋 등(1991)이 제안한 유공방파제 파압 산정 공식에서도 유공률에 대한 영향이 고려되어 있지 않다. 유공률 변화에 따라서 유공 방파제 전면벽 및 유수실 벽에 작용하는 파압이 어느 정도 변화하게 되는지, 그리고 종국적으로는 방파제의 안정성에 어떠한 영향을 미치게 되는지를 고찰하기 위해서는 매우 세밀하고 심도 있는 실험 및 분석이 이루어져야 할 것이다. 본 연구에서는 그 첫 번째 단계의 연구로서 유공률이 서로 다른 유공방파제 모형을 2차원 조파수조에 설치하고 수리모형실험을 수행하여, 방파제 전면벽에 작용하는 최대파력을 계산하고 서로 비교·분석한 결과를 소개하였다.압 산정 공식에서도 유공률에 대한 영향이 고려되어 있지 않다. 유공률 변화에 따라서 유공 방파제 전면벽 및 유수실 벽에 작용하는 파압이 어느 정도 변화하게 되는지, 그리고 종국적으로는 방파제의 안정성에 어떠한 영향을 미치게 되는지를 고찰하기 위해서는 매우 세밀하고 심도 있는 실험 및 분석이 이루어져야 할 것이다. 본 연구에서는 그 첫 번째 단계의 연구로서 유공률이 서로 다른 유공방파제 모형을 2차원 조파수조에 설치하고 수리모형실험을 수행하여, 방파제 전면벽에 작용하는 최대파력을 계산하고 서로 비교·분석한 결과를 소개하였다.2

Influence of Wave Chamber Slab on Wave Pressure on First and Second Wall of Perforated Caisson Breakwater

In this study, the effect of wave chamber slab on wave pressure along the first and second wall of the perforated caisson breakwater was investigated by performing physical experiment. The experiment was performed without and with the wave chamber slab of the perforated caisson by varying the front wall porosity. The discrepancy in magnitudes of the measured wave pressure along the both walls of the perforated caisson was apparent according to the existence of the wave chamber slab as significantly greater pressures were acquired for all the test cases when the wave chamber was closed upward by the slab. As a result, the magnitudes of the total wave force calculated by integration of the measured wave pressure also were much larger for the caisson breakwater having the wave chamber slab, exceeding the value based on the well known Takahashi's formula (Takahashi and Shimosako, 1994). With respect to the porosity of the front wall, meanwhile, higher pressures were obtained with a larger porosity, at both the first and second wall of the breakwater. 이 연구에서는 수리모형실험을 통해 유수실 상부 덮개가 유공 케이슨 방파제 전면벽 및 후면벽에서의 파압에 미치는 영향을 고찰하였다. 수리모형실험은 유공 케이슨의 유수실 상부 덮개가 있는 경우 및 없는 경우에 대해서 전면벽 유공률을 변화시키면서 이루어졌다. 유수실 상부가 덮개로 막혀 있을 때에는 모든 실험 조건에서 유의미하게 더 큰 파압이 취득되었으며 따라서 유수실 상부 덮개 존재에 따른 두 벽에서의 계측 파압 차이는 매우 뚜렷하게 나타났다. 그 결과 계측 파압을 적분하여 계산된 전파력의 크기 역시 상부 덮개가 있는 케이슨 방파제의 경우가 더 컸으며, 이 경우 잘 알려진 Takahashi의 파압식에 근거한 파력값을 상회하였다. 한편, 전면벽 유공률에 따라서는 방파제 전면벽 및 후면벽에서 모두 유공률이 클수록 더 큰 파압이 계측되었다.22Nkc

이중유수실 유공케이슨 파압공식 제안 계획

본 연구에서는 이중유수실 케이슨 방파제에 작용하는 수평 및 연직파력을 정밀하게 계측하는 수리실험을 수행하였으며, 실험자료에 대한 분석 결과를 토대로 Takahashi 파압 공식과 유사하게 파가 케이슨 방파제에 작용할 때의 위상 및 케이슨을 구성하는 벽체의 위치에 따른 파력 보정계수를 각각 제시할 계획이다. 이중유수실 유공케이슨에 적용할 수 있는 파압공식이 개발됨으로써 향후 현업 실무에서 일관된 기준을 가지고 설계를 수행하는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.체의 위치에 따른 파력 보정계수를 각각 제시할 계획이다. 이중유수실 유공케이슨에 적용할 수 있는 파압공식이 개발됨으로써 향후 현업 실무에서 일관된 기준을 가지고 설계를 수행하는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.2