Experimental Study on Hydraulic Characteristics and Vorticity Interactions of Floating Breakwaters

Yoon, Jae-Seon; Son, Hyok-Jun; Chun, Si-Young; Cho, Yong-Sik

Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation 2010;10(6):175-184.
Published online December 31, 2010.

부유식방파제의 수리특성 및 와 상호작용에 관한 실험적 연구

윤재선, 손혁준, 전시영, 조용식

Experimental Study on Hydraulic Characteristics and Vorticity Interactions of Floating Breakwaters

Jae-Seon Yoon, Hyok-Jun Son, Si-Young Chun, Yong-Sik Cho

Abstract

In this study, laboratory experiments are conducted to investigate flow-fields around floating breakwaters by using the LDV(Laser Doppler Velocimetry) system. The LDV system is a well-known equipment to measure fluid particle velocities in laboratory experiments. Although the system requires great efforts and enormous time for measurements, it can provide precise velocity fields comparing to other available equipments. Various types of drafts and shapes for breakwaters are employed in laboratory experiments to analyze a relation between flow-fields and vorticity. A series of numerical experiments are also carried out by using a two-dimensional Navier-Stokes equations model. Numerically predicted results are compared with laboratory measurements.

Key Words: Floating breakwater; LDV(Laser Doppler Velocimetry); Vorticity; Maximum absolute vorticity

요지

본 연구에서는 LDV시스템을 이용하여 부유식 방파제 주변의 유동장의 변화를 수리모형실험을 통해 분석하였다. LDV시스템은 유체의 유속을 측정하기 위해 다양한 수리모형실험에서 폭넓게 사용되어왔다. LDV시스템을 이용하면 측정시간이 오래 걸리는 단점이 있지만, 측정한 자료를 가공하지 않고 정확한 유속장을 제시할 수 있다는 장점이 있다. 방파제의 형상과 흘수를 달리하여 수리모형실험을 수행하였으며, 유동장과 와류의 상관관계를 분석하였다. 또한, 연직 2차원 Navier-Stokes 방정식 모형을 이용하여 수치모형실험을 수행하였으며, 수치모형실험 결과와 수리모형실험 결과를 비교분석하였다.

핵심용어: 부유식방파제; 레이져 도플러유속계; 와; 최대절대와류강도