• Proceedings of the Korean Society of Coastal and Ocean Engineers Conference
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• 1997.10a
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• pp.25-30
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• 1997

쇄파대내의 파랑은 원래 비선형성이며 더욱이 불규칙적이다. 이러한 비선형 파랑은 수심의 변화에 의해 불안정하게 된다. 이때 분산 및 일산의 효과가 적절하다면 비선형성과 균형을 이루어 soliton과 같은 안정한 비선형 파동으로 안착하나 이것의 효과가 충분하지 못하면 파형 변동이 현저히 되어 때로는 쇄파가 생긴다. 쇄파하면 이에 의한 파의 흐트러짐이 발생하여 새로운 일산기구가 발생하므로 비선형이 약해지면서 균형을 이루게 되며, 최종적으로는 안정한 파열로 안착하게 된다. (중략)

• Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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• spring
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• pp.365-368
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• 2000

자왜 재료는 자계 포화 이하에서 비선형 특성을 갖는다고 알려져 있다. 그러나 지금까지 비선형 특성을 표현하는 자왜 재료의 구조 방정식을 유도한 사례는 전무한 실정이다 본 연구에서는 자계 포화 이하에서 비선형 특성을 갖는 자왜 재료의 비선형 구조 관계식을 유도하였다. 나아가 유도된 구조 관계식을 이용하여 자왜 재료 내의 파동 방정식을 정식화하였다. 그리고 비선형 특성을 갖는 자왜 재료에서 평면파가 자계 방향을 따라 전파될 때 이방성 자왜 재료를 등방성 재료로 가정하여 종파와 횡파 속도를 구하였다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.3 no.3
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• pp.176-183
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• 1991

In this paper. boundary element method is applied to the analysis of nonlinear free surface wave. A particular concern is given to the treatment of the open boundaries at the in-flow boundary and out-flow boundary, which uses the mass-flux and energy-flux considering the continuity of fluid. By assuming the fluid to be inviscid and incompressible and the flow to be irrotational. the problem is formulated mathematically as a two-dimentional nonlinear problem in terms of a velocity potential. The equation(Laplace equation) and the boundary conditions are transformed into two boundary integral equations. Due to the nonlinearity of the problem. the incremental method is used for the numerical analysis. Numerical results obtained by the present boundary element method are compared with those obtained by the finite element method and also with experimental values.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 1995.10a
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• pp.197-202
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• 1995

비정상(unsteady) 압축성(compressible) 유동에 의한 공력음향(aeroacoustics)을 모사하여 공력소음원을 해석하기 위해서는 고차(high order)의 정확도와 높은 해상도(resolution)를 가지며, 상대적으로 계산시간을 많이 필요로 하지 않는 외재적(explicit) 유한차분법이 필수적으로 요구된다. 이것은 주어진 차분방식과 격자계로써 공간과 시간상에 존재하는 미소크기의 파동성분들을 충분히 구현하여야 만족할 만한 수치해를 얻을 수 있기 때문이다. 본 연구에서는, 그러한 유한차분법 중 최근에 관심의 대상이 되고있는 삼각(tridiagonal)또는 오각(pentadiagonal) 집적유한차분법(compact finite difference scheme)이 최대의 해상도를 갖도록 하는 수학적인 방법을 개발하고, 이 방법으로써 새롭게 집적유한차분법을 최적화하였다. 개발된 최적화 방법은, 푸리에 해석법(Fourier analysis)을 통하여 파동수(wavenumber) 영역에서 수학적으로 계산된 위상오차(phase error)를 최소화하는 것이며, 이러한 개념과 방법은 본 연구에서 처음으로 집적유한차분법에 적용되었다. 여러가지 절단정확도(truncation order)에 대해서 최적화 된 집적유한차분법들이 실제 공간과 시간상에서 보여주는 정확도와 오차특성을 알아보기 위하여, 이 방법들을 1차원 선형파동방정식에 적용하였고, 이 결과를 통하여 가장 정확하고 효과적인 절단정확도의 집적유한차분법을 선별하였다. 특히, 오각(pentadiagonal)법에 비해 더욱 효율적인 6차 삼각(tridiagonal)법을 1차원 Euler방정식에 적용하여, 비선형 파동에 대한 모사를 수행할 수 있었다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.5 no.4
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• pp.307-317
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• 1993

The problem of sea wave transformation in the coastal zone taking into account effects of nonlinearity and disperison has been studied. Mathematical model for description of regular wave transformation is based on the method of nonlinear ray theory. The equations for rays and wave field have been produced. Nonlinear wave field is described by the modified Korteweg-de Vries equation. Some analytical solutions of this equation are obtained. Caustic transformation and dissipation effects are included in the mathematical model. Numerical algorithm of solution of the Korteweg-de Vries equation and its stability criterion are described. Results of nonlinear transformation of sea waves in the coastal zone are demonstrated.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.36 no.5
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• pp.831-838
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• 2016

The disaster preventing system using vegetation has been growing in the field of coastal engineering in recent years. To analyze wave and flow fields under nonlinear interactions between tsunami and vegetation, the purpose of this study is to evaluate newly-developed 3-D numerical wave tank including energy dissipation by tsunami-vegetation interaction based on existing N-S solver with porous body model. Comparing numerical results using mean drag coefficient and dynamic drag coefficient due to Reynolds number to existing experimental results it is revealed that computed results considering the dynamic drag coefficient are in good agreement with the laboratory test results for time-domain waveform. In addition, the calculated transmission coefficients of solitary waves in various vegetation densities and incident wave heights are also in good agreement with the experimental values. This confirms the validity and effectiveness of the developed 3-D numerical wave tank with the fluid resistance by vegetation.

• Journal of KSNVE
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• v.9 no.6
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• pp.1218-1226
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• 1999

In this paper, the extended Biot's semilinear model was developed. Combining the extended Biot model with the dynamic equation yields the nonlinear wave equation in poproelastic sound absorbing materials. Both perturbation and matching techniques are used to find solutions for nonlinear wave equations. By comparing results between linear and nonlinear wave solutions, characteristics of nonlinear waves in poroelastic sound abosrbing materials have been studied. Nonlinear waves were found to be attenuated faster than the linear ones. A maximum amplitude of the nonlinear wave occurred near its surface boundaries and decay quickly with distance from the surface. It has also been found that, if the amplitudes of linear waves are known at the surface boundaries, those of nonlinear ones can be determined. This will be the basis of finding effects of nonlinearity on the absorption coefficient and the transmission loss.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.31 no.5
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• pp.278-293
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• 2019

The joint distribution of wave height and period has been maltreated despite of its great engineering value due to the absence of any analytical model for wave period, and as a result, no consensus has been reached about the effect of nonlinearity on these joint distribution. On the other hand, there was a great deal of efforts to study the effects of non-linearity on the wave height distribution over the last decades, and big strides has been made. However, these achievements has not been extended to the joint distribution of wave height and period. In this rationale, we first express the joint distribution of wave height and period as the product of the marginal distribution of wave heights with the conditional distribution of associated periods, and proceed to derive the joint distribution of wave heights and periods utilizing the models of Longuet-Higgins (1975, 1983), and Cavanie et al. (1976) for conditional distribution of wave periods, and height distribution derived in this study. The verification was carried out using numerically simulated data based on the Wallops spectrum, and the nonlinear wave data obtained via the numerical simulation of random waves approaching toward the uniform beach of 1:15 slope. It turns out that the joint distribution based on the height distribution for finite banded nonlinear waves, and Cavanie et al.'s model (1976) is most promising.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.35 no.11
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• pp.1169-1176
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• 2011

Liquid film flows are classified into waveless laminar, wavy laminar, and turbulent flows depending on the Reynolds number or the flow stability. Since the wavy motions of the film flows are so intricate and nonlinear, studies on them have largely been experimental. Most numerical approaches have been limited to the waveless flow regime. The various free surface-tracking schemes adopted for this problem were used to more accurately estimate the average film thickness, rather than to capture the unsteady wavy motion. In this study, the wavy motions in laminar wavy liquid film flows with Reynolds numbers of 200-1000 were simulated with various numerical schemes based on the volume of fluid (VOF) method for interface tracking. The results from each numerical scheme were compared with the experimental results in terms of the average film thickness, the wave velocity, and the wave amplitude.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.83-83
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• 2022

여러 분야의 연구자들이 지진해일의 위험에 대한 경각심을 가지고, 지진해일의 발생, 전파 그리고 수리현상을 해석하기 위해 많은 노력을 기울이고 있다. 해안지역에서 직접적인 피해를 입히는 지진해일의 충격파, 처오름, 월파, 침수 등에 관한 연구에 유사한 파형 특성을 가진 고립파를 많이 사용한다. 고립파는 비선형성과 분산이 균형을 이루는 가정에서 Korteweg-de Vries(KdV) 방정식을 만족하는 안정적인 이론파이다. 고립파의 파형분포는 수심에 의해 결정되고, 일정 수심 이상에서는 지진해일을 대신해 사용할 수 있다. 그러나 수심이 낮은 천해에서는 주기와 파장이 비현실적으로 짧아짐으로 지진해일을 대신하기에는 무리가 있다. 본 연구에서는 지진해일의 처오름 특성을 분석하기 위한 1:20 불투과성 경사면이 포함된 수치파동수조를 구성한다. 먼저, 일본 NOWPHAS(Nationwide Ocean Wave information network for Ports and HArbourS)의 관측자료를 이용하여 2011 동일본 지진해일과 고립파의 파형분포를 비교한다. 그리고 다양한 파형의 지진해일 생성할 수 있게 개발된 조파방법을 수치파동수조에 도입하여 수치해석을 수행한다. 수치해석결과, 지진해일의 처오름 높이가 고립파에 비해 최대 1.8배, 최소 1.13배, 평균 1.56배 증가한다.