본 연구에서는 Navier-Stokes solver에 기초한 TWOPM-3D와 자유수면을 효과적으로 추적할 수 있는 VOF법을 결합한 수치해석법으로 연안역의 육상 교량에 작용하는 고립파에 의한 지진해일파력을 수치적으로 검토하였으며, 연직벽체와 연직주상구조물에 작용하는 단파파력에 관한 기존의 실험치와 비교·검토하여 본 수치해석의 타당성을 검증하였다. 실제로 피해를 입은 교량에 대해 지진해일파고의 변화에 따른 파력의 특성을 수치실험을 통하여 조사하였으며, 육상 교량에 작용하는 지진해일파력의 추정에 항력 성분만을 고려한 Morison식으로부터 얻어진 항력계수의 결과와 설계기준과의 비교로부터 본 3차원 수치해석의 유용성을 논의하였다. 또한, 지진해일파력을 보다 고정도로 추정할 수 있는 합리적인 방법으로 항력과 관성력을 동시에 고려한 Morison식의 적용을 제안하였다.

지진해일 내습시 국내 동해안 지역의 연안 구조물에 미치는 파력 추정을 위한 연구로서 국내 임원항 지역을 대상으로 한 3차원 전산유체해석을 수행하였다. 일본열도 서쪽 지역에서 발생하는 지진에 따른 국내 동해안 지역에의 지진해일 내습시의 침수심, 범람영역 등과 관련한 연구가 다양하게 진행되어 왔다. 그러나 지진해일이 육지에 내습하여 연안 구조물에 미치는 직접적인 피해와 관련한 연구는 체계적으로 진행된 바 없으며, 그 피해정도에 대한 예측이 미비한 상황이다. 지진해일이 동해안 지역에 내습할 경우의 대상 구조물 주변부 범람 정도와 그 파압에 대한 분석을 실시하여 파력을 추정, 파력의 크기를 침수심에 대한 간단한 배수로 정리하면 피해 예측에 유용하게 사용할 수 있다. 본 연구에서는 지진해일 피해 사례가 있었던 동해안의 임원항 일대를 대상으로 3차원 전산유체해석을 수행하여 육상의 침수심 대비 파력의 계수를 도출하고 이를 수리실험 결과와 비교 검증 하였다. 또한, 고립파의 파고 조건 및 조위 조건별로 수치해석을 수행하여 육지 범람 양상과 구조물에 미치는 파압을 실험 결과와 비교 분석하였으며, 방파제 유무에 따른 범람 양상 변화 및 구조물 주편 차폐물 존재시의 파력 변화를 검토하였다.

침수피해방지시설은 지진해일이 내습할 때 범람으로 인한 침수피해를 방지하기 위하여 해안가 육상에 건설된다. 특히 지진해일로 인한 침수피해가 잦은 일본에서 수많은 침수피해방지시설은 해안을 따라 건설되어있다. 하지만 2011년 동일본 지진해일 당시에 거대 지진해일에 침수피해방지시설이 제 역할을 충분히 수행하지 못하였다. 무엇보다 밀도가 높은 지진해일의 파력에 의해 침수피해방지시설이 전도 되거나 이탈되는 경우가 많았다. 이것은 전도나 이탈되는 지점에 대한 지진해일 파력이 집중되어 저항하지 못한 구조물이 파괴된 것으로 보인다. 침수피해방지시설의 한 지점이라도 손상이 되면 배후지 침수피해는 예방하기 어렵다. 본 연구에서는 앞으로 건설될 삼척항의 침수피해방지시설의 특정 지점에 대한 파력 집중을 수치모의를 통해 검증하였다. 14개의 역사 및 가상지진해일 통해 가장 큰 범람 특성을 갖는 지진해일을 선별하여 유속흐름을 분석하고 유속을 통해 파력을 산정하였다. 항의 형상에 따라 유속흐름이 달라지며 흐름이 모여 파력이 집중되는 곳을 확인할 수 있었다. 그러므로 침수피해방지시설물의 안전성과 배후지의 완전한 보호를 위해서는 파력이 집중되는 지점을 보강하여 지진해일에 저항할 수 있도록 하는 설계가 필요하다.