• 한국해양공학회지
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• 제12권1호
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• pp.99-106
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• 1998

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.

• 한국해양공학회지
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• 제13권1호통권31호
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• pp.113-120
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• 1999

In this paper, mathematical formulation of the high-order spectral/boundary-element method is shown. This method is one of the most efficient numerical methods by which the nonlinear gravity waves can be simulated in time-domain. Three-dimensional waves generated by a uniformly translating suriace pressure are calculated and discussed. The obtained results are compared with others results, The comparisons show good agreements.

• 동력기계공학회지
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• 제16권5호
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• pp.40-46
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• 2012

본 연구에서는 자유표면 유동문제를 효율적으로 계산하기 위한 방법으로서, 수치 파수조를 구현하여 잠수체에 의한 조파현상을 시간영역에서 다룰 수 있는 수치해법에 대하여 소개하였다. 그리고 이를 이용하여 수행된 연구내용들을 검토하고 양력물체의 경우를 포함하기 위하여 개선된 수학적 정식화 및 수치해법의 개요를 다루었다. 임의의 운동을 하는 양력물체에 의한 조파현상을 전산기로 구현하는 수치 파수조는 과중한 계산시간이 문제가 되는데, 이는 수치 Kutta 조건의 구현과 양력표면 후방의 wake 영역을 계산에서 고려해야 하기 때문이다. 따라서 한층 더 수치계산의 효율성이 중요하다고 판단되므로, 본 연구에서 소개된 3차원 고차 스펙트럴/경계요소법(High-Order Spectral/Boundary Element Method)은 자유표면 요소수를 N이라 할 때 그 계산량이 NlogN에 비례(N이 클 때는 거의 선형적으로 비례)하여 증가하므로 기존의 방법들 보다 매우 효율적인 수치해법이라 할 수 있다. 향후, 본 연구의 타당성 검증을 위한 수치코드의 개선과 여러 가지 수치계산결과 비교 등의 노력이 더 필요하다고 생각된다.

• 동력기계공학회지
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• 제15권6호
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• pp.27-34
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• 2011

The increasing capabilities of the computers enable us to utilize various numerical schemes for the time-domain simulations concerned with 3-dimensional free-surface wave problems. There are still difficulties to solve such kind of problems, however. That's because long time simulations with large computational domain are needed in time-domain analysis. So, we need faster and more efficient numerical schemes to get the solutions practically for these problems. In this paper, a high-order spectral/boundary-element method is used for the numerical investigation of physics involved in wave-body interaction. This method is one of the most efficient numerical methods by which the nonlinear gravity waves can be simulated and hydrodynamic forces also can be calculated in time-domain. To get the robust study in these topics, various numerical tests are performed and compared with others' works.

• 대한조선학회논문집
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• 제29권3호
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• pp.131-139
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• 1992

본 연구에서는 Dommermuth and Yue(1987)의 고차 스펙트럴법에 새로이 물체 포텐셜을 도입하여 물체와 자유표면과의 비선형 상호작용 문제를 다룰 수 있는 새로운 수치해법을 개발하였다. 또한, 이를 이용한 2차원 수치 파수조(numerical wave tank)에서 잠수 주상체의 조파저항문제와 규칙파군을 얻기 위한 조파 및 소파문제를 적용예로 다루었다. 계산예들을 통하여 초기의 물체운동이 급격히 시작되면 상당한 과도파를 유발하여 유용한 결과를 얻는데 실제적인 장애가 됨을 보였고, 초기의 점진적인 구동에 의해 이를 억제할 수 있음을 보였다. 본 수치해법은 자유표면의 분할요소수를 N이라 할때 계산량이 NlogN에 비례하여 증가하는 매우 효율적인 수치해법이며, 앞으로 그 활용이 기대 된다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제12권2호
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• pp.87-95
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• 2000

스펙트럼 천해파 모델을 두 가지의 다른 조위조건을 각기 합성하여 경기만 해역에 적용하였다 첫 번째의 조석과 파운동의 합성으로 일정 조위시 파운동의 파수보존식과 에너지 보존식만을 이용한 파랑수치모델링이다. 이와같은 일정조위시에는 조류가 존재하지 않는다 두 번째 조합은 조석의 연속방정식과 운동량방정식 파운동의 파수보존식과 에너지 보존식을 동적으로 연계한 수치 모델링이다. 전해역에 조위를 일정하게 지정하였을 때 주요 참고 지점의 유의 파고 및 파향 등을 검토하였고 조석과 파랑을 연계수치 모델링하였을때에 산정되는 유의 파고와 파향 등을 일정 조위로 가정하고 산정되는 결과와 비교 분석하여 제시하였다 이러한 수치모형의 계산결과시 조석조건에 따라 파고 및 파향의 변이가 심대하게 다를 수 있음을 확인하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제7권2호
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• pp.9-18
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• 1993

Numerical wave tank is a robust tool by which the nonlinear interactions between the body and the free-surface can be treated in time-domain. In this paper, a two-dimensional numerical wave tank based on the Spectral/Boundary-Element Method is developed, and applied successfully to the study of nonlinear wave diffraction around a submerged circular cylinder. Particularly, it is shown that the high-order wave components of significant wave height are developed in the lee-side of the cylinder and that these waves result in a negative drift force on the circular cylider.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.335-344
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• 2011

곡면의 경계를 가지는 수로에서 비선형 파랑의 상호작용을 모의하기 위한 비정수압 자유수면 모형이 개발되었다. 제안된 모형은 비선형의 3차원 Navier-Stokes 방정식을 곡선좌표 영역에서 계산단계 분리법의 일종인 압력수정법에 의하여 수치적으로 해석된다. 특히, 연직방향으로 변형된 형태의 엇갈린 격자를 이용하여 상대적으로 간단하게 압력방정식과 자유수면 경계조건을 구성하였다. 개발된 모형의 수치해석 정확도는 2차원의 수치 파수조에서 파랑의 비선형 정도에 대하여 5차의 스토스우크스 해석해와 비교하였다. 본 모형의 실제적 적용은 원형의 수로에서 회절과 반사에 의해 변형되는 비선형 파의 변형에 초점을 맞추어 수행하였다. 두개의 파를 중첩한 고비선형의 파에 대한 경우를 제외하고 수치해석 결과는 비선형적인 영향을 고려하지 않은 해석해의 선형적인 중첩과 일치하였다. 두개의 파를 중첩한 고비선형의 파에 대한 모의를 통하여 본 모형은 원형의 수로에서 비선형 군파의 변형에관한 수치적인 모의 가능성을 제시하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제47권3호
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• pp.388-397
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• 2010

A two-dimensional time-domain, potential-theory-based fully nonlinear numerical wave tank (NWT) was developed by using boundary element method and the mixed Eulerian-Lagrangian (MEL) approach for free-surface node treatment. The NWT was applied to prediction of primary wave energy conversion efficiency of a bottom-mounted oscillating water column (OWC) wave power device. The nonlinear free-surface condition inside the chamber was specially devised to represent the pneumatic pressure due to airflow velocity and viscous energy loss at the chamber entrance due to wave column motion. The newly developed NWT technique was verified through comparison with given experimental results. The maximum energy extraction was estimated with various chamber-air duct volume ratios.