바닥면이 오목한 이동형 소방용수 저장탱크의 수직 벽면에서의 동수력 연구: 비선형 Peregrine 모델 = Investigation of Hydrodynamic Force in a Portable Water Storage Tank of Reentrant Bottom Shape using Nonlinear Peregrine Model

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In the present study, the hydrodynamic force affected by a lapping wave induced by supplied falling water acting onthe vertical wall of a portable water storage tank was analyzed using a nonlinear Peregrine model. The lapping wave’smaximum run-up amplitudes and the hydrodynamic forces in the wall of the tank measured by linear and nonlinearPeregrine’s models were compared numerically. As a result, it was concluded that the linear model may underestimate theeffects on the vertical wall; therefore, it is more appropriate to use a nonlinear Peregrine model. Furthermore, this resultcan contribute to the stable structural designs of portable water storage tanks.

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 비선형 Peregrine 모델을 이용하여 바닥면이 오목한 이동형 소방용수 저장탱크 내에 용수 공급 노즐로부터 낙하한 용수로 인해 발생한 수면의 출렁임을 수치 모의하고 저장탱크의 수직 벽면에 작용하는 유체 동수력에 미치는 영향을 밝혔다. 또한 기존의 선형 Peregrine 모델을 이용한 수치 모의 연구 결과와 본 연구의 비선형Peregrine 모델로 동일한 조건에서 수치 모의 계산하여 출렁임의 최대 파고 오름 높이와 출렁임에 의한 동수력 변화를 서로 비교하였다. 그 결과, 저장탱크 내부에 발생하는 출렁임의 움직임과 수직 벽면에 미치는 동수력의 영향을고려할 수 있기 위해서는 비선형 Peregrine 모델을 사용하는 것이 더 적합하게 모의되는 것을 밝혔다. 이러한 결과는이동형 소방용수 저장탱크의 안정적인 구조 설계에 기여할 수 있을 것으로 기대한다.

참고문헌 (Reference)

1 박진수, "자유수면의 출렁임이 이동형 소방용수 저장탱크의 수직 벽면에 미치는 동수력에 대한 수치해석" 한국화재소방학회 31 (31): 49-53, 2017

2 박진수, "선형 Peregrine 모델을 이용한 이동형 소방용수 저장탱크의수직 벽면에서의 동수력 연구" 한국화재소방학회 32 (32): 76-80, 2018

3 소수현, "볼록한 바닥면 설계를 통한 소방용수 저장탱크의 수직 벽면에서의 동수력 저감 연구" 한국화재소방학회 32 (32): 69-73, 2018

4 D. H. Peregrine, "Long Waves on a Beach" 27 (27): 815-827, 1967

5 T. S. Jang, "A Regular Integral Equation Formalism for Solving the Standard Boussinesq’s Equations for Variable Water Depth" 75 (75): 1721-1756, 2018