한국해안해양공학회지 (Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers)

한국해안·해양공학회 (Korean Society of Coastal and Ocean Engineers)
권호 표지

힌지형 조파기에 작용하는 비선형 파력

Nonlinear Fluid Forces on Hinged Wavemakers

  • Kim, Tae-In (Department of Civil Engineering, Korea Military Academy) ;
  • Rocbert T. Hudspeth (Department of Civil Engineering, Oregon State University)
  • 발행 : 1990.12.01
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초록

가변흘수를 갖는 힌지형 조파기에 작용하는 비선형 파력 및 모멘트를 산정하기 위하여 비선형경계식 문제의 2차 근사해를 Stokes의 전개기법을 이용하여 구하였다. 2차파 성분이 파력 및 모멘트에 기여하는 물리적 의미에 대해 상술하였다. 2차파에 의한 비선형성과 조파판의 흘수에 따른 파력 모멘트 변화를 결정할 수 있도록 설계곡선을 제시하였다. 2차파 성분의 전도력 및 모멘트에 기여하는 부분은 조화성분과 상수성분으로 구성된다. 1차파와 2차파 성분을 합성한 파력 및 모멘트의 크기는 선형 조파이론의 값보다 상당한 증가를 보인다. 2차파 성분의 효과는 상대수심과 파고에 따라 달라지며 짧은 흘수를 갖는 조파기에서 상대적으로 더욱 중요하다.

The nonlinear hydrodynamic pressure force and moment on hinged wavemakers of variable-draft are presented. A closed-form solution (correct to second-order) for the nonlinear wavemaker boundary value problem has been obtained by employing the Stokes perturbation expansion scheme. The physical significance of the second-order contributions to the hydrodynamic pressure moment are examined in detail. Design curves are presented which demonstrate both the magnitude of the second-order nonlinearities and the effects of the variable-draft hinge height. The second-order contributions to the total hydrodynamic force and moment consist of a time-dependent and a steady part. The sum of the first and second-order pressure force and moment show a significant increase over those predicted by linear wavemaker theory. The second-order effects are shown to vary with both relative water depth and wave amplitude. The second-order dynamic effects are relatively more important for hinged wavemakers with shallower drafts.

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