진동수주형 파력발전 구조물의 반사특성 및 반사계수 경험식 제안

• 영문명: Reflection Characteristics and Predictive Formula for the Reflection Coefficient of an Oscillating Water Column Wave Energy Converter
• 발행기관: 한국항해항만학회
• 저자명: 이수영(Su-Young Lee) 이광호(Kwang-Ho Lee)
• 간행물 정보: 『한국항해항만학회지』제49권 제4호, 423~431쪽, 전체 9쪽
• 주제분류: 공학 > 해양공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2025.08.31

국문 초록

본 연구는 기존 사석방파제와 통합하여 설치되는 직립형 진동수주형(OWC) 파력발전 구조물의 파랑 반사특성을 실험적으로 고찰하고, 그 결과를 바탕으로 설계 단계에서 반사계수를 정량적으로 예측할 수 있는 실용적인 경험식을 제안하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 OWC 파력발전 구조물의 설치 가능 수심 및 파랑 조건을 고려한 수리모형실험을 수행하였으며, 그 결과 OWC 파력발전 구조물은 일반적인 직립식 구조물에 비해 상대적으로 낮은 반사계수를 갖는 저반사 특성을 보이는 것으로 나타났다. 특히, 챔버 내부의 무차원 수면 진동 진폭과 입사파랑의 파형경사 및 상대수심이 반사계수에 미치는 영향을 분석하였으며, 챔버 내부의 진동 수주의 수면 진동은 1차원 모델을 통해 예측 가능함을 확인하였다. 아울러, 실험결과를 기반으로 위의 세 변수를 설명변수로 하는 반사계수 경험식을 제안하였고, 오차해석 결과, 실험값을 양호하게 재현함을 확인하였다. 본 연구의 결과는 향후 OWC 구조물의 설계 및 항만 내 정온도 해석 등에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

영문 초록

This study experimentally examined the wave reflection characteristics of a vertical-type Oscillating Water Column (OWC) wave energy converter integrated with a conventional rubble mound breakwater. Hydraulic model experiments were conducted under various water depths and wave conditions suitable for OWC deployment. The results revealed that the OWC structure generally demonstrates lower reflection coefficients compared to typical vertical walls, indicating its low-reflection behavior. The analysis focused on the effects of wave steepness, relative water depth, and the non-dimensional amplitude of water surface oscillation within the chamber on the reflection coefficient. A one-dimensional dynamic model effectively predicted the internal water surface motion of the chamber. Additionally, an empirical formula was proposed to estimate the reflection coefficient based on key dimensionless parameters, and the model's predictive accuracy was confirmed through error analysis. The findings of this study are anticipated to aid in the design of OWC structures and to inform harbour tranquillity assessments during the planning stages of coastal and port infrastructure.

목차

1. 서 론

2. 수리모형실험

3. 수리모형실험 결과

4. OWC 구조물의 반사계수 예측

5. 결 론

후 기

References

키워드

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