On nonlinear fluid-structure-soil interaction

유체-구조물-지반 비선형 상호작용에 관한 고찰

On nonlinear fluid-structure-soil interaction

이우동

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_{, 허동수}

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Woo-Dong Lee, Dong-Soo Hur

...

요 지

수리구조물에 관한 기존 연구들은 대부분 기능성과 안정성 측면에서 본체에 작용하는 유체력 에 대한 안정성에 주안점을 두고 있다. 수리구조물 상ㆍ하류의 수위차에 기인한 기초지반내의 흐 름 및 간극수압 변화는 하천 구조물의 안정성을 연구하는데 매우 중요하다. 해양에서는 파랑하중 에 의한 과잉간극수압이 액상화를 발생시켜 해안구조물의 안정에 큰 영향을 미치는 것으로 보고 되며, 이에 관련 연구들이 활발하게 진행되고 있다. 반면, 하천구조물 주변 지반의 흐름 및 간극수 압 뿐 아니라, 액상화에 관한 연구는 아직 미진한 실정이다. 본 연구에서는 수리구조물 주변의 유동 및 와동 현상 뿐 아니라, 수위차에 따른 지반 내부 유 동장과 간극수압에 관한 특성을 분석하기 위해 유체-구조물-지반 비선형 상호작용을 고려할 수 있는 수치수조를 새롭게 제안하였다. 그리고 제안하는 수치수조의 타당성 및 유효성을 검증하기 위해 기존 실험값과 비교ㆍ검토를 수행하였고, 그 결과는 거의 유사한 경향을 나타내었다. 또한 이 수치수조에 다양한 입사조건(상ㆍ하류 수위차)에 적용하여 유체-구조물-지반의 비선형동적상 호간섭 해석을 수행하였다. 최종적으로 수치수조에서 측정한 구조물 주변의 유동, 와동, 수위로부 터 수리특성을 논의하였다. 게다가 지반내의 흐름과 간극수압을 측정하여 상ㆍ하류 수위차가 수리 구조물의 안정성에 미치는 영향을 분석할 수 있었다. 핵심용어 : 수치수조, 유체-구조물-지반 상호작용, 직접수치해석, 투수매체, 수리구조물

감사의 글

이 성과는 2018년도 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행 된 연구임(No. NRF-2018R1C1B6007461). * 정회원⋅경상대학교 해양과학대학 해양토목공학과 조교수⋅E-mail : wdlee@gnu.ac.kr ** 정회원⋅경상대학교 해양과학대학 해양토목공학과 교수⋅E-mail : dshur@gnu.ac.kr 2020 한국수자원학회 학술발표회 86