Abstract
Two version of the TUMMAC(Tokyo University Modified Marker-And-Cell) method, i.e., $TUMMAC-IV_{vm1}$ and TUMMAC-VI are applied to two water-wave problems. The ship wave of a Series 60 model($C_B=0.6$) and of the fore-body of a HSVA tanker model are simulated by the $TUMMAC-IV_{vm1}$ method are the results are compared with the experimental results. From the comparison with the experimental data it is ascertained that the $TUMMAC-IV_{vm1}$ method is useful for the analysis of the realized by the TUMMAC-VI method is useful for the analysis of the characteristics of nonlinear ship waves. Three-dimensional wave breaking is realized by the TUMMAC-VI method in the simulation of a flow about a vertical rectangular cylinder. From the results of this simulation, it is shown that the TUMMAC-VI method is very available for the simulation of 3-dimensional wave breaking phenomena.
TUMMAC차분법(差分法)이 두 가지의 삼차원파(三次元波), 즉 배의 항주(航走)에 따른 파형(波形)과 수직사각주(垂直四角柱) 주위의 쇄파해석(碎波解析)에 적용(適用)되어졌다. Series 60($C_B=0.6$) 모형선(模型船)과 HSVA 모형선(模型船)의 선수부(船首部)에 의한 파형(波形)이 자유표면(自由表面)과 선체후반부(船體後半部)에서의 boundary cell 처리를 엄밀화한 $TUMMAC-IV_{vm1}$방법(方法)에 의하여 계산(計算)되어졌으며, 그 결과가 실제(實際)의 실험결과(實驗結果)들과 비교(比較)되었다. 실험결과(實驗結果)와의 비교를 통하여, $TUMMAC-IV_{vm1}$방법(方法)은 배에 의한 비선형파(非線形波)의 특성해석(特性解析)에 매우 응용성(應用性)이 높음을 보였다. 특히, 비대선형(肥大船型)인 HSVA 모형선(模型船)의 경우는 계산(計算)된 비선형선수파(非線形船首波)의 특성(特性)이 실험결과(實驗結果)와 좋은 일치를 보였다. 수직사각주(垂直四角柱)주위의 쇄파(碎波)를 포함한 심한 비선형파(非線形波)가 삼차원비선형파(三次元非線形波)의 대표적(對表的)인 예(例)로써 TUMMAC-VI 방법(方法)에 의하여 계산(計算)되었다. TUMMAC-VI 방법(方法)은 이층류(二層流)를 함께 푸는 방법(方法)으로, 두가지 유체(流體) 사이의 밀도변화(密度變化), 즉 marker-density를 이용하여 interface를 결정하게 된다. 그러나, 비압축성유체(非壓縮性流體)에 관한 N-S 방정식(方程式)의 해(解)이므로, 그 밖의 계산(計算)에서는 각각의 대표적(對表的)인 밀도(密度)를 사용한다. 계산결과(計算結果)는 삭가주(四角柱) 앞부분의 원형파(圓形波)와 앞어깨에서의 심한 경사를 가지는 파(波), 뒷부분에서의 복잡(複雜)한 쇄파현상(碎波現像)들이 실제의 파특성(波特性)을 잘 나타내어 주었다. TUMMAC-VI 방법(方法)은 interface의 처리를 포함하여 앞으로도 개선(改善)의 여지가 많으며, 단지 공기(空氣)와 물만이 아닌 일반적(一般的)인 이층류(二層流)의 해석에도 폭 넓게 이용될 수 있으리라 본다.