Open Boundary Modeling for Fully Nonlinear Wave Simulation in a 3-D Numerical Wave Tank

3-D 수치 파수조에서 비선형파 시뮬레이션을 위한 방사경계조건의 모델링

  • ;
  • 부성윤 (해군사관학교 조선공학과)
  • Published : 1998.02.01

Abstract

3차원 파수조에서 완전 비선형파를 시뮬레이션하기 위하여 우선 랜킨 소스를 기저로한 적분방정식을 고차경계요소법을 이용하여 이산화하였다. 그리고 방사경계조건은 파흡수 비치와 포텐셜 스트레칭 기법을 이용하여 모델링하였으며, 비선형 자유표면과 경계조건식은 고차 예측 및 보정 기법을 이용하여 시간 적분하였다. 파흡수 비치는 파의 진행방향 특성에 따라 수조내에 다양하게 배치할 수 있으며 비칭서 흡수가 덜된 파는 수조의 길이 방향 끝단에서 포텐셜 스트레칭 기법에 의하여 반사없이 진행하도록 하였다. 수치실험 결과 일-에너지 보존법칙과 모멘텀-임펄스 보존 법칙이 만족됨으로써 본 수치기법의 효용성이 검증되었다.

Keywords

References

  1. Proc. Soc. London A. v.350 The Deformation of Steep Surface Waves on Water-I. A Numerical Method of Computation Longuet-Higgins, M.S.;Cokelet, E.D.
  2. Numerical study of Fully Nonlinear water Waves in Three-Dimensions Xu, H.
  3. International Journal for Numerical Methods in Engineering v.128 Infinite Boundary Element Beer, G.;Watson, J.O.
  4. Journal of Computational Physics v.21 A Simple Boundary Condition for Unbounded Hyperbolic Flows Orlanski,J.E.
  5. International Journal of Offshore and Polar Engineering v.4 no.4 A Numerical Wave Tank For Nonlinear Irregular Waves by 3-D Higher Order Boundary Element Method Boo, S.Y.;Kim, C.H.;Kim, M.H.
  6. Journal of Waterway, Port, Coastal & Ocean Engineering v.118 no.5 Time-Domain Second-Order Wave Diffraction in Three Dimensions Isaacson, M.;Cheung, K.F.
  7. Journal of the Society of Naval Architects of Japan v.173 A technique for Open Boundary Treatment in Numerical Wave Tanks Arai, M.;Paul, U.K.;Cheng, L.-Y.;Inoue, Y.
  8. Proc. of the 5th International Conference on Numerical Ship Hydrodynamics Nonlinear Simulation of Transient Free Surface Flows Cointe,R.
  9. Proc. 6th ISOPE Conference v.III Fully Nonlinear Diffraction Due to a Vertical Cylinder in a 3-D HOBEM Numerical Wave Tank Boo, S.Y;Kim, C.H.
  10. J. Computational Phisics v.126 Coupling of Two Absorbing Boundary Conditions for 2D Time-Domain Simulations of Free Surface Gravity Waves Clement, A.
  11. Journal of Fluid Mechanics v.178 Numerical Simulations of Nonlinear Axisymmetric Flows with a Free Surface Dommermuth, D.g.;Yue, D.K.P.
  12. Proc. 6th ISOPE Conference v.III Active Absorption in a Numerical Wave Tank Skourup, J.
  13. Application of Higher Order Boundary Element Method to Steady Ship Wave Problem and Time Domain Simulation of Nonlinear Gravity Waves Boo, S.Y.
  14. JSNAJ v.178 A Nonlinear Simulation Method of 3-D Body Motions in Waves Tanizawa, K.