본 연구는 고립파를 이용하여 수중에 설치된 연직구조물에 작용하는 지진해일 파력 측정 수리실험을 수행하였다. 다수의 파압계를 이용하여 구조물에 작용하는 파압분포를 측정하였고 측정된 파압분포를 통해 파력을 산출하였다. 측정된 실험결과를 바탕으로 해안구조물 설계에 사용되는 파압예측 경험식과 비교하였고 구조물 단면현상에 따라 파압분포의 차이를 분석하였다. 또한, 구조물 전 후면에서 파고측정을 통해 입사파와 투과파를 비교하였으며 구조물의 형상이 파고변화에 미치는 영향을 분석하였다.

내륙으로 범람한 지진해일은 구조물의 전도, 붕괴, 유실 등 다양한 피해를 발생시킨다. 2011년 발생한 동일본 지진해일 피해사례에 의해 다양한 연구들이 내륙으로 범람한 지진해일과 구조물의 상호작용 관계에 대해 분석하는 방향으로 연구가 집중되고 있고, 정확한 지진해일 하중산정을 통해 구조물의 피해를 최소화하기 위해 노력하고 있다. 이에, 본 연구에서는 지진해일의 특성을 잘 나타내는 고립파를 이용하여 연직구조물에 작용하는 파압을 2차원 수리실험을 통해 제시한다. 2차원 수리실험은 총 길이 32m의 고립파 발생이 가능한 피스톤 서보타입의 조파기가 설치된 2차원 조파수조에서 수행하였다. 일반적으로 먼 바다로부터 전파된 고립파는 쇄파가 발생하지 않기 때문에 쇄파가 발행하지 않는 조건인 상대파고() 0.1∼0.2로 하였고, 조파기로부터 발생된 고립파가 구조물에 도달하기 전까지 바닥마찰에 의해 발생하는 파고감소 영향을 최소화하기 위하여 구조물 전면에 파고계를 설치하여 파고를 분석하였다. 구조물에 작용하는 파압을 측정하기 위하여 아크릴로 제작된 구조물에 파압계를 연직으로 설치하여 파고변화에 따라 발생하는 파압분포를 동시에 측정하였으며, 발생한 최대 파압으로 파압분포도를 나타내었다. 2011년 동일본 지진해일 피해사례에 의하면 다수의 구조물이 유실 또는 전파되었으나 일반적으로 큰 창문과 문 또는 피로티 형식으로 된 구조물은 잔존한 것으로 보고되었다. 이에, 실험 구조물에 추가적으로 개구부가 존재하는 형태의 구조물을 이용하여 단순한 형태의 연직 구조물과 개구부가 존재하는 구조물에 발생하는 파압을 비교하여 개구부의 크기가 파압감소에 미치는 영향을 수리실험을 통해 도시하였다. 본 연구를 통해 직사각기둥에 발생하는 고립파의 연직파압을 측정하여 구조물에 작용하는 파력 산정하여 지진해일과 구조물에 상호작용관계를 분석하였으며, 정면에 개구부의 크기를 변화시켜 개구부가 파압을 감소시키는 영향에 대해 실험을 통해 제시하였다. 이를 통해, 지진해일 발생시 구조물에 작용하는 파력을 추산하여 연안 구조물에 발생이 가능한 피해규모를 예측 할 수 있도록 하였다.

본 연구에서는 외부흐름이 존재하는 함몰 지형을 통과한 파랑의 반사율을 고유함수전개법을 이용하여 해석하였다. 수심이 급격하게 변하는 지점과 외부흐름이 변하는 부분을 작은 구간으로 나누었으며, 정확한 반사율 계산에 필요한 구간의 수와 소멸파 성분의 개수를 검토하였다. 그리고 외부흐름과 함몰지형의 변화에 따른 반사율의 특징을 서술하였다.

본 연구에서는 사석경사제 전면에 부유식구조물 설치하여 처오름을 감소시키는 방파제 보강방안을 제안한다. 부유식구조물 설치에 의한 사석경사제에 발생하는 처오름 특성을 검토하고자 일본에서 개발한 수치파동수조(CADMAS-SURF)를 이용하여 수치모의를 실시하였다. 부유식구조물의 설치와 흘수심을 변형시켜 처오름높이를 측정하였으며, 부유식구조물의 흘수심이 증가할수록 사석경사제에서의 처오름높이가 감소함을 확인하였다.

본 수리모형실험에서는 입사면 흘수심구간에 유공을 두어 진행하는 입사파랑을 일부 흡수하도록 하였고, PIV시스템을 이용하여 부유식방파제 주변 및 흘수심 단면적내의 유동장을 분석하였다.