Analysis of Wave Responses in Harbor Using Boundary Damper Techniques

경계 damper를 이용한 항만 파낭응답 해석

This paper is concerned with developing a finite element model incorporating boundary damper techniques which is applicable to the prediction of wave agitations in harbors. Based on the linear wave theory, a mild-slope equation is used. In order to consider the wave energy dissipations on solid boundary. the partial reflecting boundary condition is introduced. Radiating boundary condition is modeled by using tile second-order boundary damper developed by Bando et al. (1984). The near field region in harbor is discretized using 8-noded isoparametric elements, the boundary conditions are presented using 3-noded line elements. The numerical model is applied to a fully open rectangular harbor to prove its validity. Numerical experiments are also performed to investigate the effects of the wave reflection coefficients of solid boundary and the types of the dampers.

본 논문에서는 경계 damper를 이용하여 파낭의 항내 침입으로 인한 수면교난 현상을 예측할 수 있는 유한요소 수치모형에 대해서 연구하였다. 지배방정식으로는 완경사냉정식을 사용하였으며, 고체 경계면에서의 에너지 손실 효과를 고려하기 위하여 부분반사 경계조건을 도입하였다. 방사 경계조건은 Bando 등(1984)이 개발한 2차원 경계 damper로 처리하였다. 항내 영역은 8절점 등매개변수요소를 사용하여 모형화하였으며, 경계면의 경계조건은 3절점 선요소로 처리하였다. 본 수치모형의 검증을 위하여 완전 개방된 직사각형 모형항만에 대해 수치실험을 수행하였다. 또한, 고체 경계면에서의 반사율 변화 및 경계 damper의 종류에 따른 해석도 수행하여 상호 비교하였다.