• 제목/요약/키워드: 고유함수 전개법

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축대칭 지형을 지나는 파랑의 소멸파 성분 검토 (Effects of Evanescent Modes over Axisymmetric Seabed)

  • 구자영;조용식
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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    • pp.56-56
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    • 2011
  • 본 연구에서는 파랑의 변형을 예측하는 방법 중 하나인 고유함수전개법을 이용하여 축대칭 형태의 지형 위를 통과하는 파랑의 소멸파 성분을 검토하였다. 기울기와 곡률이 변하는 지역에 고유함수 전개법을 적용하여 해석할 때 필요한 적절한 구간의 수와 소멸파 성분의 개수를 산정하였다. 고유함수전개법을 이용하여 파랑의 변화를 예측하는 연구는 Bremmer(1951)가 전자기파에 적용하면서 처음 제시한 후 Takano(1960)가 파랑 변형 연구에 적용하면서 본격적으로 진행되었다. 이밖에 Kirby and Dalymple(1983), Liu et al.(1992), Cho and Lee(2000), Bender and Dean(2003), 조용식과 이창훈(1998) 및 강규영 등(2007)에 의해 국내 외로 많은 연구가 진행되었다. 그러나 기존의 연구의 대부분이 연직 2차원 지형에 대하여 수행되어 왔다. 3차원 지형에 대한 고유함수전개법은 Bender and Dean(2005)에 의해 처음으로 시작되었다. 그러나 그들의 연구에서는 수렴해를 얻기 위한 구간 및 소멸파 개수에 관한 구체적인 검토가 이루어지지 않았다는 한계가 있다. 그러나 실제 해저 지역은 다양한 지형의 영향을 받게 된다. 따라서 본 연구에서는 축대칭 지형에 대하여 수렴해를 얻기 위해 구간을 나누어 해의 수렴성을 확인하여 적절한 구간의 수를 결정한 후 소멸파의 수를 변화시키면서 소멸파가 파랑의 변형에 미치는 영향을 검토하였다. 천해역 및 중간수심 영역을 구간의 수와 소멸파 성분의 수에 변화를 주면서 수렴성 검사를 한 결과, 천해 영역에서는 소멸파 성분의 영향이 적게 나타났으나 중간수심 영역에서는 적절한 개수의 소멸파를 고려해야 보다 정확한 예측을 할 수 있음을 알 수 있었다.

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단일계단 지형에서 변분근사법과 고유함수 전개법에 의한 파랑변형 비교 (Comparison between Variational Approximation and Eigenfunction Expansion Method for Wave Transformation over a Step Bottom)

  • 서승남
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제21권2호
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    • pp.91-107
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    • 2009
  • 단일 계단지형 위를 지나는 선형 파랑의 변형을 계산하기 위해 변분근사법과 고유함수 전개법을 사용하였다. 이들 수치해를 비교에서 반사율과 투과율 그리고 해면변위는 거의 일치한다. 그러나 계단 경계에서 유속 정합조건이 부여되었음에도 불구하고 계산된 x방향 유속의 수직구조는 차이를 보인다.

다양한 함몰지형 위를 통과하는 파랑의 반사율 해석 (Analysis of Reflection Coefficients of Waves Propagating over Various Depression of Topography)

  • 강규영;정태화;조용식
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제40권11호
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    • pp.899-908
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    • 2007
  • 본 연구에서는 고유함수 전개법을 이용하여 다양한 형태의 함몰지형 위를 통과하는 파랑의 반사율을 계산하였다. 기울기와 곡률이 변하는 지역에 고유함수 전개법을 적용하여 해석 시 필요한 적절한 구간의 수와 소멸파 성분의 개수를 제안하였다. 천해역 및 중간수심영역을 만족하는 조건에서 다양한 형태의 함몰지형에 대해 반사율을 계산하여 최적의 효율을 가지는 단면의 형상을 제시하였으며 최적 단면을 2열 및 3열로 배열하여 배열 간격에 따른 반사율을 계산하였다.

변분근사식과 연계된 산란체법에 의한 파랑변형 계산 (Computation of Wave Propagation by Scatter Method Associated with Variational Approximation)

  • 서승남
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제20권6호
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    • pp.553-563
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    • 2008
  • 만일 임의의 지형을 다수의 계단으로 근사하면 이 지형 위를 지나는 선형 파랑의 변형을 계산하기 위해 변분근사법과 고유함수 전개법을 사용할 수 있다. 본 논문에서는 반사율과 투과율을 계산하기 위해 변분근사식과 연계된 산란체법을 제시하였다. 본 기법은 O'Hare and Davies의 변환행렬 축차법보다 간단하고 직접적인 방법임을 보였다. 또한 수 개의 수치실험을 실시하여 기존 결과와 거의 같은 결과를 얻었다.

계류된 사각형 부유식 방파제의 파랑제어성능 (Wave Control Performance of Moored Pontoon-Type Floating Breakwater)

  • 조일형
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제5권3호
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    • pp.35-44
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    • 2002
  • 계류된 사각형 부유식 방파제의 파랑제어성능에 대한 해석적인 연구를 수행하였다. 고유함수 전개법을 사용하여 사자형 부유식 방파제의 운동특성과 투과율을 살펴보았다. 계류삭의 강성계수는 선형 탄성스프링으로 가정하였다. 고유함수전개법을 사용한 해석결과는 유한요소법을 사용한 수피계산결과와 전 주파수에 걸쳐 잘 일치함을 보여주었다. 사각형 부유식 방파제의 단면형상과 계류삭의 특성 능과 간은 중요한 선계변수들과 입사파의 파장을 바꿔가면서 파랑 제어성능을 살펴보았다. 그 결과 적절히 설계된 부유식 방파제는 효과적인 파랑제어구조물로 활용이 가능하다는 결론을 얻을 수 있었다.

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사각형형상 수중방파제의 반사에 관한 수리실험 (Hydraulic Experiments on Reflection of Regular Waves due to Rectangular Submerged Breakwaters)

  • 조용식;이종인;김영택
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제35권5호
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    • pp.563-573
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    • 2002
  • 본 연구에서는 일정수심상에 사각형형상의 불투과성 수중방파제를 설치한 후 파랑의 반사를 수리실험을 통해 조사하였다. 입사파는 규칙파를 사용하였으며, 고유함수전개법을 이용하여 예측한 반사율을 본 연구에서 수행한 수리모형실험 결과와 비교하였다. 예측된 결과와 수리실험에서 관측한 결과는 비교적 잘 일치하였으며, 수리실험에 의한 반사율이 고유함수전개법에 의한 결과보다 다소 작았다.

분할행렬법에 의한 다중 계단지형에서의 파랑변형 계산 (Computation of Wave Propagation over Multi-Step Topography by Partition Matrix Method)

  • 서승남
    • 대한토목학회논문집
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    • 제29권4B호
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    • pp.377-384
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    • 2009
  • 다중 계단으로 근사한 사주지형 위를 지나는 선형 파랑전파에 대한 고유함수 전개법에서 크기가 큰 행렬을 풀 때 계산시간을 상당히 단축하기 위하여 분할행렬법을 사용하여 반사율을 계산하였다. 본 모형에 10개의 억류파를 사용하여 현재까지 가장 정밀한 수치해를 구하였고 구한 반사율의 거동은 몇 경우에서 기존 결과와 다름을 보였다. 크기가 큰 행렬을 풀 때 본 분할행렬법의 계산시간과 기억용량은 여전히 커서 효율적인 방법에 대한 개발이 요구된다.

2차원 경계요소법을 이용한 Bragg반사 해석 (Analysis of Bragg Reflection using Two-Dimensional Boundary Element Method)

  • 김영택;조용식;이정규
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제33권6호
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    • pp.805-814
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    • 2000
  • 본 연구에서는 경계요소법을 이용하여 수심이 변하는 지형을 통과할 때 발생하는 파랑의 회절을 수치해석하였다. 먼저, 트렌치지형을 통과하는 파랑의 반사율과 통과율을 계산하였으며 고유함수전개법에 의한 결과와 비교하여 본 모형을 검증하였다. 아울러, 경계요소법을 정현파형 지형에 적용하여 반사율 및 Bragg 반사를 연구하였다. 수치해석에 의한 반사율은 수리모형실험에 의한 관측결과 및 고유함수전개법에 의한 결과와 비교하였다. 전체적으로 본 연구의 결과는 기존의 자료와 잘 일치하였다.

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