해당 내용은 Leibniz Universität Hannover의 Bauingenieurwesen(건축-토목공학) 과정에 참여하였을 당시 수업 내용을 개인적으로 정리한 것입니다.
저 스스로 복습의 의미도 가짐과 동시에, 독일에서 건축공학을 전공하시거나 특히 Leibniz Uni에서 건축공학을 공부하시는 분들께 조금이라도 도움이 되지 않을까 하는 마음으로 포스팅을 시작합니다.
- 일반적인 운행특성
1) 물속에서 몸의 움직임에 따른 압력 변화 / Druckänderung durch Bewegung eines Körpers im Wasser
2) 횡파 및 경사 파 / Quer- und Schrägewellen
- 파동의 구분
1) 1차 파동 / Primärwellen : 선박의 앞뒤로 수위가 상승하고 중앙부는 수심이 하강하는 수면의 물결
2) 2차 파동 / Sekundärwellen : 선박의 후미로 발생되는 수면의 물결, 선박의 후미로 비스듬히 물결이 임.
- 1차 파동 / Primärwellen
1) 연결된 파동 / Gebundene Welle
2) 선박의 앞뒤의 파동 / Bugstau- und Heckstauwelle
3) 수위 낮춤 / Wasserspiegelabsenkung
4) 후류 / Rückströmung
5) 에너지와 질량 보존 / Energie- und Massernerhaltung
- 2차 파동 / Sekundärwellen
1) 자유로운 파동 / Freie Welle
2) 비스듬한 파동과 가로지르는 파동 / Schräg- und Querwellen
3) 불연속성(불안정성)에서 발생 / Entstehen an Unstetigkeiten
4) 간섭선 겹침 / Überlagerung auf Interferenzlinien
- 발생하는 파동의 종류 / Verursachte Wellenarten
1) 물체(선박)의 앞뒤로 발생하는 (선박의 방향으로) 1차 파동
2) 물체(선박)이 앞쪽으로 움직이는 데서 발생하는 2차 파동
- 제한된 해양수로의 정의 / Definition des begrenzten Fahrwassers
1) 깊이에 따른 제한 (hw < 6t) / nach der Tiefe begrenzt / wenn hw < 6t (Flachwasser)
2) 측면에 따른 제한 (bW < LSchiff) / seitlich begrenzt / wenn bW < LSchiff
mit hw(수심), t(선박이 물에 잠긴 부분의 깊이), b(강의 폭), Lschiff(선박의 길이)
→ 제한된 해양수로에서 파동의 경사 및 파열, 반사, 가장자리 굴절 효과가 증가
→ 일반적으로 제한된 해양수로에서만 운하의 바닥에 하중
- 지나가는 선박에 의한 제방의 파도하중
1) 지하 공극수의 개요
a) 수위를 낮춤
b) 지반이 급격한(빠른) 압력 변화를 따라갈 수 없음
c) 배기유동(선박의 후면)으로 인한 유동력
(+) 침투성과 비중
(+) 필터
(-) 감속 속도
2) 역류, 후류
a) 1차파동의 결과
b) 파동은 퇴적물을 풀고 유동에 의해 이동됨
3) 후방 크로스 파동
a) 동일한 후류로부터 경과하는 비약적인 변화
b) 침식에 결정적인 역할
c) 물가와 평행, 굴절로 인한 약간의 돌출
d) 2차 파동 생성
4) 부품에 의한 하중
a) 압력 해머 및 난류
b) 파동 팽창 -> 고정(견고함)의 상승
(+) 공동(빈공간)용적
(+) 표면 거칠기
(-) 가파른 제방
- 이동하는 선박 하부 하천 바닥에 미치는 영향
1) 밑바닥에 미치는 영향
a) 변위 효과 : 파도, 해류, 수위 강하
b) 드라이브 효과 : 분출 확산, 노출 시간, 속도
c) 기계적 효과 :지면 접촉, 앵커 투척
2) 출력 변수
a) 페어웨이의 특성 : 치수 (단면적, 수심, 운하 내부 폭, 제방 경사), 베드 재질 (직경, 거칠기, 밀도), 페어웨이에서의 선박 위치
b) 선박의 특성 : 치수 (길이, 폭, 깊이, 선박 모양), 추진 시스템 (배치, 직경, Sohle 사이 거리), 동적 특성 (선박 속도, 프로펠러 제트, 잠수 거동)
- 진행하는 선박의 앞뒤로는 선박의 진행방향과 동일한 흐름(strömung)이, 선박의 주변 및 하부는 반대방향의 흐름이 발생
- 후류에 영향을 주는 요소
1) 선박의 속도
2) 선박의 수중 횡단면에 대한 물의 횡단면 비율
3) 선박의 모양
4) 편심
-> Talgefahrten과 Berggefahrten 사이에서는 차이가 발생 (Talgefahrten < Berggefahrten)
- 선박 후면 프로펠러에 의한 부담
1) 프로펠러 뒤의 방향타로 빔 분할
a) 하중은 선박의 속도와 노출 시간에 따라 달라짐
b) 선박이 출발할 때에 이미 운전하는 것보다 더 많은 문제 발생
c) 부유물(Flottwasser)이 너무 적을 때
- 스쿼트 효과 (Squateffekte)
1) 배가 진행중일 때에 정지해 있는 것보다 배의 하부가 물 속으로 더 가라앉는 현상
2) 이 때에 선박 주변의 수위는 낮아지고 파동(Welle) 발생
3) 배의 속보가 빠르면 Squat의 깊이가 깊어진
4) 균형상태(Trimmung)에 따라 선박이 더 깊이 내려앉음
- 물가(Ufernahe)에서 운항시에 주의 사항
1) 물가 근처 항로에서 항해시에 물가로 선박이 끌려가는 경향이 있음
2) 때문에 뒤틀림과 평형 조정이 필요
- Squat 효과
1) 속도(Geschwindigkeit)와 수위 감소(Absenkung) 사이에는 비례 (속도 증가하면, 깊이 감소 증가)
2) 운하의 형태(Kanalform)에 따라서도 차이 (사각형폼이 사다리꼴폼보다 같은 속도일 때 깊이 감소폭이 낮다)
3) 속도와 깊이 사이의 곡선에 영향을 주는 요소 / Kurvenverlauf abhängig von
a) 선박 형태 / Schiffsform
b) 운하의 폼 / Kanalform
c) 내부 거칠기 / Auskleidung (Rauheit)
d) 동력장치 종류 / Antriebsart
- 운하 측량
1) 인공 수로 (운하)의 치수 및 윤곽 설계는 건설 상태 및 선박 기술, 교통 밀도 및 경제적 기준 (비용-편익 비율)을 기반으로 합니다. 오늘날의 규칙 프로필 표준은 경험과 연구를 고려합니다.
2) 표준 프로필 : 은행의 디자인에 따라 다음 표준 프로필이 구분됩니다.
a) 사다리꼴 프로파일 (T- 프로파일) : 양쪽에 경사져 있는 강가
b) 직사각형 프로파일 (R- 프로파일) : 양쪽에 수직 강가
c) 직사각-사다리꼴 프로파일 (RT 프로파일) : 하나는 경사지고 다른 하나는 수직 강가
d) 결합된 직사각-사다리꼴 프로파일 (KRT 프로파일) : 수면 아래는 수직, 수면층 및 상단부는 경사진 강가
3) 선박 규정 : 운하의 표준 프로필을 위해 사용되는 선박의 규정
L = 185m, W = 11.40m, D = 2.80m - 푸시 호송 (SV)
L = 110m, W = 11.40m, D = 2.80m - 대형 모터선 (GMS).
4) 표준 속도는 현재 단일 항해의 경우 약 9km/h, 0.5m의 주행 동적침하깊이(Squat)가 가정됨
5) 해상 운송 사용을 위해 고려해야 할 사항
a) 주간 수위
b) 하역
c) 항해 규칙
- 운하내 곡선 구간 운행시
1) 곡선의 폭은 결정 요인 / Fahrspurbreiten in einer Krümmung hängen ab von
a) 선박 또는 대형의 길이와 너비 / Schiffs- bzw. Verbandslänge und -breite
b) 곡선 반경 / Kurvenradius
c) 선박 속도 / Schiffsgeschwindigkeit
d) 페어웨이의 유속 / Strömungsgeschwindigkeit im Fahrwasser
e) 선박의 기동성 (방향타 동작) / Manövrierfähigkeit des Schiffes (Ruderverhalten)
수업자료 원본(독일어 Ver.)은 아래 첨부파일로 다운로드하실 수 있습니다.
읽어주셔서 감사합니다.