선형 Peregrine 모델을 이용한 이동형 소방용수 저장탱크의 수직 벽면에서의 동수력 연구

A Numerical Investigation of Hydrodynamic Force Acting on the Vertical Wall of a Portable Water Storage Tank using a Linearized Peregrine’s Model

본 연구는 바닥의 형태가 오목한 이동형 소방용수 저장탱크의 수직 벽면에 작용하는 동수력을 분석하고자 수행하 였다. 이를 위해 용수 공급 노즐의 위치 및 높이에 따라 다양하게 낙하한 용수로 인해 발생한 자유 수면의 출렁임을 수치 모의실험 하였다. 이때, 자유 수면의 출렁임과 수직 벽면에서의 파의 오름을 수치 모의실험하기 위해 선형 Peregrine 모델을 이용하였다. 그 결과, 벽면에서 자유 수면의 출렁임이 증폭되는 현상을 관찰할 수 있었다. 따라서 이동형 소방용수 저장탱크의 안정적인 구조를 확보하기 위해 바닥이 오목한 지형에서 사용할 경우는 소방용수 공급 방법에 주의해야 함을 확인할 수 있었다.

The present study investigates the hydrodynamic force acting on the vertical wall of a portable water storage tank which has reentrant bottom topology. To numerically simulate the lapping waves in the tank, functional iterative method for the linearized Peregrine’s model which numerically simulates the propagating waves over the slowly-sloped bottom topology is introduced. The numerical experiment condition is controlled to adjust the position and the height of the water supplying nozzle. Finally, it is observed that the maximum wave height at the vertical wall and the ratio of hydrodynamic force to hydrostatic one are amplified accordingly. Therefore it must be give attention to this bad effect of amplified hydrodynamic force by the supply method of fire water in order to have the structural stability of the portable water storage tank when it was used on the reentrant bottom topography.