해안구조물과 해저면의 경계면에서 발생하는 세굴로 인한 해안구조물의 붕괴 현상을 방지하기 위하여 해안구조물의 형태를 유로가 확보된 사석구조물의 형태로 제작한다. 기존의 유로가 확보되지 않은 계단형 해안구조물과 유로가 확보된 사석형 구조물의 비교 분석을 통하여 사석형 구조물의 세굴 방지 효과를 확인할 수 있다. 이러한 해안사석구조물의 다양한 사석 배열에 대한 세굴 방지 효과를 검증하기 위한 실험에 의한 조파실험의 반복수행에 따르는 고비용을 절감하기 위해 프로그램을 이용한 해석적 모의조파실험 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 유한요소해석 프로그램인 LS-DYNA를 사용하여 유체-구조 상호 작용을 고려한 조파실험 모델링을 하고, 해안구조물과 상호작용에 의한 유체 흐름을 분석하였다. 해안구조물의 세굴이 발생 가능성이 높은 위치를 선정하여 해석 기법을 수행하고, 사석구조물의 형태에 따라 선정된 위치에서의 유속과 한계 소류력에서의 유속을 비교하여 세굴 발생의 유무를 비교 분석하였다.
Coastal structures, constructed for preventing coastal slope erosion, often causes the scour on the boundary between the coastal structure and the sea-bed, which might lead to collapse of coastal structures. To prevent the collapse, the usual upright block type coastal structures can be modified to other forms or systems of coastal structures. To validate the performance of the proposed systems, it is necessary to conduct high cost hydraulic experiments. If numerical modeling can be performed prior to the hydraulic experiments and the performance of the proposed systems is analyzed numerically in advance, the expenses can be reduced significantly by optimizing the number of cases for conducting the experiments. In this study, a fluid-structure interaction analysis procedure is proposed for modeling the hydraulic experiments of costal structures using the finite element package, LS-DYNA. As can be found in the usual hydraulic experiments, fluid velocities of potential scour locations are monitored and analyzed in detail for four types of coastal structures, block, step, trapezoid and rubble mound.
