해상풍력 하부 지지구조물의 해저면 Scouring 패턴 예측을 위한 Horse-shoe Vortex 시뮬레이션

본 연구에서는 해상풍력발전장치를 고정하기 위해 설치되는 하부지지구조물에 의해 해저바닥면에서 발생하는 침식현상인 scouring 패턴을 예측하기 위해 점성유동해석을 수행하였다. Scouring 현상의 주 원인이 되는 horse-shoe vortex를 모사하기 위하여 상용 CFD 해석 코드인 ANSYS-CFX를 사용하여 수치해석을 수행하였다. Horse-shoe vortex 형성에 가장 큰 영향을 미치는 조류의 점성경계층 재현을 위해 구조물이 없는 평판에 대한 수치해석을 선행하여 조류 속도는 1㎧를 기준으로 조류에 의한 점성경계층의 두께가 10m가 되는 지점을 기준으로 지지구조물을 위치하여 난류유동해석을 수행하였다. 해상풍력 하부 지지구조물로 거론되고 있는 Jacket과 Multi-pile (Dolphin) 형상의 구조물에 대하여 해저 바닥면과의 접합부에서 발생하는 horse-shoe vortex를 모사하여 해저 접합부 근처의 유선과 해저바닥면에서의 압력분포 및 한계유선을 도시하였으며, 이를 바탕으로 해저 바닥면의 scouring에 의한 침식 패턴 확인을 위한 기초적인 자료를 확보하였다.