Recently, a new port reserves deep water depth for safe navigation and mooring, following the trend of larger ship building. Larger port facilities include long and huge breakwaters, and mainly adopt vertical type considering low construction cost. A vertical breakwater creates stem waves combining inclined incident waves and reflected waves, and this causes maneuvering difficulty to the passing vessels, and erosion of shoreline with additional damages to berthing facilities. Thus, in this study, the researchers have investigated the response of stem waves at the vertical breakwater near the entrance channel and applied numerical models, which are commonly used for the analysis of wave response at the harbor design. The basic equation composing models here adopted both the linear parabolic approximation adding the nonlinear dispersion relationship and nonlinear parabolic approximation adding a linear dispersion relationship. To analyze the applicability of both models, the research compared the numerical results with the existing hydraulic model results. The gap of serial breakwaters and aligned angles caused more complicated stem wave generation and secondary stem wave was found through the breakwater gap. Those analyzed results should be applied to ship handling simulation studies at the approaching channels, along with the mooring test.

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.

본 연구에서는 월파조건에서 직립구조물을 따른 연파특성을 평면수조에서 수리실험을 통해 검토하였으며, 실험에 사용된 파랑은 Bretschneider-Mitsuyasu 주파수 스펙트럼을 가지는 일방향 불규칙파이다. 주된 내용은 상대여유고(R)의 변화에 따른 파고저감을 검토하는 것이며, 월파조건과 비월파조건에서의 파고계측 실험결과를 비교하였다. 상대여유고가 작아질수록 월파의 증대로 인해 상대유의파고는 감소하였으나, 연파 폭의 변화는 거의 나타나지 않았다. 그리고 본 실험조건 내에서 상대여유고가 1보다 큰 경우는 월파에 의한 파고저감효과가 거의 없는 것으로 나타났으며, R=0.5인 경우는 R=1.5인 경우에 비해 구조물 전면의 파고가 약 10% 저감되는 것으로 나타났다.