Breakwater is one of the most important coastal structure in port. The principal function of a breakwater is obviously to prevent the penetration of incident waves into a harbor. Wave transmission effected by the shape of breakwater and many research carried out using numerical modeling, However hydraulic model experiment is rarely performed. Therefore in this study, hydraulic model experiment carried out to investigate wave height distribution characteristics by shape of breakwater head.

최근 항만구조물 설계를 수행함에 있어 경사입사파 특히 연파가 주요한 설계인자로 부각됨에 따라 그에 대비한 근고공 안정성 확보 및 마루높이 산정 등에 대한 검토를 수행하고 있다. 이는 실제 경사입사파 내습시 직각입사파 조건에 비해 월파량이 저감되지만, 구조물과 파향선이 이루는 각도가 40도 미만이 될 경우 연파(stem)가 발생하는 것으로 알려져 있다. 이로 인한 파랑 증폭으로 일부 구간에서 월파량이 증대되고 파고상승으로 직립식 구조물 제체에 거치된 피복블록의 안정성 확보에 영향을 줄 수 있다.본 논문에서는 경사입사파의 영향을 고려하여 직립제 구조물 전면에서의 파랑증폭으로 인한 월파량과 파고를 공간적 분포를 통해 비교 분석하고자 한다. 다양한 연파 발생 조건을 구현하기 위해 입사유의파고 Hs0=5.0∼10.0cm, 유의주기 Ts=1.19∼1.98sec, 여유고Rc=5.0∼15.0cm 및 내습시 입사각 beta=10∼40°의 실험조건을 적용하였다. 이를 통해 경사입사파 각도에 대한 파랑의 증폭구간과 발달구간에서의 입사각에 따른 월파량 저감계수를 EurOtop과 같은 형태로 제시하였다.

항내 정온도를 산정 할 때에는 불규칙파의 회절과 반사가 정확하게 계산되어지는 것이 중요하다. 본 연구에서 수치모형의 기본방정식은 완경사 방정식을 사용하였으며, 이는 파랑 거동에 큰 영향을 미치는 비선선형성을 고려할 수 있는 장점을 가지고 있다. 그리고, 삼각격자망은 유한요소법을 이용하여 생성되었다. 비선형성의 효과를 검증하기 위하여 본 연구에서 개발된 수치모형의 계산결과들은 다른 연구자들의 실험결과 및 수치결과와 비교되어졌다. 그 결과, 비선형성의 파랑을 고려한 경우가 고려하지 않은 경우보다 파랑해석에 더 정확하다는 것을 보여주었다. 본 모형을 적용하기 위하여 해수교환방파제가 설치되어 있는 주문진항에 파고분포가 계산되어졌다. 수치해석결과, 이상 파랑이 해수교환방파제를 통한 유입 시에 항내 파고분포의 결과들이 높게 나타났다. 그러므로, 항내 파고를 낮게 유지하기 위해서는 이상 파랑의 유입을 차단할 수 있는 시설이 필요되어질 것으로 사료된다.

항만 및 해안구조물의 설계시 사용되는 천해역에서의 파랑장 계산은 내륙 관측소의 바람자료를 이용하거나 심해파 추산모형에 의하여 추출된 심해파제원을 사용하는 것이 일반적이다. 그러나 전자의 경우는 관측소가 대부분 내륙에 위치하여 파랑발달을 모의하기 위한 정확한 바람자료를 얻기란 매우 어렵다. 또한, 후자의 경우는 아주 넓은 영역에서 큰 격자크기로 계산이 이루어지기 때문에 연안 및 천해역 지형을 상세히 재현하지 못하므로 임의의 정점에 대한 정확한 정보를 파악하기도 어렵다. 따라서, 본 연구에서는 우리나라 동남부 해역의 태풍 ‘매미’ 내습시의 파랑 관측자료를 사용하여 천해역에서의 파랑장 계산을 수행하였다. 또한, 계산된 파랑장의 정확도를 확인하기 위하여 울산해역 인근의 파고 및 파향 관측결과를 비교 검토하였다. 울산해역에 대한 파고분포 산출결과, 관측정점에서 파고는 ±1.3%의 차이를 보여 기존의 방법 보다 높은 정확도를 보이는 것으로 나타났다.