• 해양환경안전학회지
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• 제18권5호
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• pp.388-397
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• 2012

본 연구에서는 3차원수치파동수조에 규칙파뿐만 아니라 안정적인 불규칙파가 조파될 수 있는 새로운 조파시스템 3D-NIT(3-Dimensional Numerical Irregular wave Tank)모델을 제안한다. 그의 타당성을 검증하기 위하여 1) 조파지점에서 계산파형과 목표파형을 비교 검토하고, 2) 경사수심역에 설치된 호안구조물을 대상으로 산정된 기존 월파량에 대한 실험치와 비교 검토하며, 3) 연직원주 구조물에 작용하는 파력 및 구조물에 의한 파랑변형의 해석에 적용하여 기존의 수치 및 수리실험결과와 비교한다. 이상의 결과를 기초로 3D-NIT모델을 경사수심역에 설치된 원주구조물에 작용하는 쇄파력의 해석에 적용하여 입사파고, 구조물의 이격거리 등에 따른 작용쇄파력의 특성을 규명하고, 더불어 국내현장의 특수방파제에 적용하여 반사율, 월파량 등을 검토하였다. 그 결과 본 연구에서 제안하는 3D-NIT모델을 이용한 수치실험결과는 기존의 수리모형실험을 잘 재현하고 있음을 확인하였고 복잡한 형상을 갖는 해안구조물의 해석에 적용할 수 있음이 확인되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제34권2호
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• pp.187-195
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• 2001

본 연구에서는 TVD기법을 이용한 천수방정식의 수치모형을 개발하였다. 본 모형은 시간과 공간에서 2차 정확도를 가지며 불연속면에서 수치진동을 억제할 수 있다. 풍상차분기법에 근거한 TVD기법은 Riemann 해의 계산이 수반되어야 하며, 여기서는 HLLC기법이 사용되었다. 개발된 모형의 적용성과 정확성을 검증하기 위해 단순화된 하도에서 댐 붕괴파와 포물형 수조에서의 흐름의 오르내림을 모의하였다. 수치해는 해석해와 잘 일치하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제43권1호
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• pp.96-102
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• 2006

In this study, an optimization routine with genetic algorithms is coupled for the selection of free variables for the production of a control signal for the motion of wave board in the numerical wave tank. An excitation function for the controlling of the wave board is formulated on basis of amplitude modulation for the generation of nonlinear wave packets. The found variables by the optimization serve for the determination of wave board motion both with the computation and with the experiment. The breaking criterion of the water waves is implemented as boundary condition for the optimization procedure. With the analysis of the time registration on the local position in the wave tank the optimization routine is accomplished until the given design wave with defined surface elevation is found. Water surface elevation and associated fields of velocity and pressure are numerically computed.

• 한국해안해양공학회지
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• 제5권4호
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• pp.329-337
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• 1993

파낭수조를 이용하는 수리실험에서 실험결과들 사이에 동질성 및 호환성을 유지하는 것은 매우 중요한 문제이며 이는 목적파낭을 얼마나 장시간 수조내에 유지시킬 수 있는가에 달려있다. 본고에서는 계측파랑을 목적파랑에 일치시키기 위한 순환성 제어회로를 구성하고 회로해석을 통하여 컴퓨터로 용이하게 조파기 하드웨어를 제어할 수 있는 알고리즘을 제시하였다. 알고리즘의 주된 기능으로서 시간영역에서 이산적으로 적용되는 반사파 흡수필터를 포함하였다. 필터의 구현방식은 이산적 입력과 출력이 직접대응하는 방식이므로 데이타의 통계적 성격이 사전에 알려져 있지 않은 불확정적 입력데이타에 대해서도 적용이 가능하다. 예제해석을 통하여 알고리즘을 수치시험해 분 결과, 임의의 규칙 또는 불규칙 반사파 시그널에 대해서 본 제어회로의 반사파 흡수기능이 매우 탁월함을 입증하였다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제11권4호
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• pp.90-100
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• 2006

A digital wave tank (DWT) simulation technique has been developed by authors to investigate the interactions of fully nonlinear waves with 3D marine structures. A finite-difference/volume method and a modified marker-and-cell (MAC) algorithm have been used, which are based on the Navier-Stokes (NS) and continuity equations. The fully nonlinear kinematic free-surface condition is implemented by the marker-density function (MDF) technique or the Level-Set (LS) technique developed for one or two fluid layers. In this paper, some applications for various engineering problems with free-surface are introduced and discussed. It includes numerical simulation of marine environments by simulation equipments, fully nonlinear wave motions around offshore structures, nonlinear ship waves, ship motions in waves and marine flow simulation with free-surface. From the presented simulations, it seems that the developed DWT simulation technique can handle various engineering problems with free-surface and reliably predict hydrodynamic features due to the fully-nonlinear wave motions interacting with such marine structures.

• 한국해안해양공학회지
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• 제5권3호
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• pp.204-211
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• 1993

Laplace 방정식을 Green 공식으로 해석한 경계요소법을 이용하여 수치수조에서 비선형파를 재현하였다. 미지수는 유체영역의 경계에 설정한 각 절점에서의 속도포텐셜과 수면변위이며 이를 구하기 위하여 지배방정식과 자유수면 경계조건을 기본식으로 하는 연립 1차방정식을 구성하였다. 동력학적 자유수면 경계조건에서 속도의 제곱항을 고려하였으며 자유수면 경계에서 속도포텐셜의 연직변화를 고려하여 이의 시간미분을 계산하였다. 본 수치모델을 이용하여 고립파와 Stokes의 2차 파낭을 재현한 결과, 이론치와 매우 잘 일치함을 확인하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제17권2호
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• pp.98-105
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• 2005

비교적 설계파가 낮고 지반이 연약한 경우에 적합하면서도 저렴하고 안전하게 시공할 수 있는 새로운 방파제 형식의 개발하였는데, 이 구조형식은 지반굴착공사에 널리 쓰이는 가로널식 말뚝과 유사한 형태이다. 이러한 새로운 형식의 방파제에 대한 구조거동은 수치해석을 통하여 평가할 수 있지만, 가로널과 말뚝 연결부의 비선형성, 재료의 비선형성, 지점조건의 비탄성 등으로 인하여 실제 현장의 구조거동과 수치해석상의 구조 거동은 차이가 있을 수 있다. 이러한, 수치해석과 현장거동사이의 구조거동의 차이를 살펴보기 위해서 본 논문에서는 수조모형 실험을 수행하여 파고, 지점조건, 앵커 케이블의 숫자에 따른 구조거동을 살펴보고 그 값을 수치해석 결과와 비교하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제36권2호
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• pp.40-49
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• 1999

이류체(two fluids)의 경계면인 자유수면 유동해석을 위해서 2차원 비압축성, 이류체 Navier-Stokes방정식을 유한체적법(Finite Volume Method)으로 이산화 하고 level-set기법을 적용하였다. Level-set기법의 수치적 특성과 문제에 대한 적용성을 간략히 살펴보고 평가하기 위하여 수조 내에서 주기적으로 진동하는 미소 표면파와 댐붕괴(dam break)문제에 적용하였다. 수치계산 결과에서는 해의 수렴성을 개선하기 위한 방법을 소개하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제18권1호
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• pp.84-96
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• 2006

본 논문에서는 완경사 방정식에 새로운 항을 추가하여 파의 부분 반사 및 투과 현상을 수치모의하는 방법을 제시하였다. 반투과성 방파제와 같은 해안구조물 주변의 파랑장을 계산하고자 할 때, 반사율과 투과율 정보가 수리도형실험에 의해 주어지면 간편하게 적용할 수 있는 효율적인 수치모의 방법이다. 제시된 방법의 정확성을 검증하기 위해 2차원 투과성 방파제에서의 부분 투과 및 부분 반사 조건을 만족시키는지 여부를 수치모형 실험을 통해 확인하였다. 또한 본 기법을 3차원 반무한 방파제 와 투과성 이안제에 적용시켜, 방파제에 직각 또는 경사를 갖고 진입하는 파랑에 대해 수치모의하였다. 3차원 수조의 반무한 방파제에 직각 또는 경사지게 진입하는 파랑에 의한 방파제 주위의 부분반사, 부분투과 및 회절된 파랑장의 수치모의 결과를 각각 Yu(1995)와 McIver(1999)의 해석해와 비교하여 정확성을 검증하였다. 본 기법은 사용하기 쉬우면서도 정확하고 효과적으로 투과성 방파제 주위의 파랑장을 계산할 수 있다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제12권4호
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• pp.273-278
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• 2009

월파형 파력발전장치는 월류된 파랑으로 인하여 발생한 수두차를 이용하여 터빈을 구동하는 일종의 파랑에너지 변환장치로써 파랑에너지를 전기 에너지로 변환하는 장치이다. 본 연구는 상용 CFD코드 인 Fluent를 사용하여 수치 조파수조를 구현하여 월파형 파력발전장치의 해석에 도입을 하여 입사파 조건과 형상에 대한 계산을 수행하였다. 최적의 월류성능을 나타내는 구조물 사면형상을 도출하기 위하여 직선형과 포물선형을 채택하여 비교분석을 수행한 결과 포물선형 사면경사를 갖는 구조물이 더 우수한 월류성능을 보인다는 것을 확인 하였다.