• Title/Summary/Keyword: 천수

Search Result 880, Processing Time 0.02 seconds

Dam-Break and Transcritical Flow Simulation of 1D Shallow Water Equations with Discontinuous Galerkin Finite Element Method (불연속 갤러킨 유한요소법을 이용한 1차원 천수방정식의 댐 붕괴류 및 천이류 해석)

  • Yun, Kwang Hee;Lee, Haegyun;Lee, Namjoo
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
    • /
    • v.34 no.5
    • /
    • pp.1383-1393
    • /
    • 2014
  • Recently, with rapid improvement in computer hardware and theoretical development in the field of computational fluid dynamics, high-order accurate schemes also have been applied in the realm of computational hydraulics. In this study, numerical solutions of 1D shallow water equations are presented with TVD Runge-Kutta discontinuous Galerkin (RKDG) finite element method. The transcritical flows such as dam-break flows due to instant dam failure and transcritical flow with bottom elevation change were studied. As a formulation of approximate Riemann solver, the local Lax-Friedrichs (LLF), Roe, HLL flux schemes were employed and MUSCL slope limiter was used to eliminate unnecessary numerical oscillations. The developed model was applied to 1D dam break and transcritical flow. The results were compared to the exact solutions and experimental data.

An Application of the HLLL Approximate Riemann Solver to the Shallow Water Equations (천수방정식에 대한 HLLL 근사 Riemann 해법의 적용)

  • Hwang, Seung-Yong;Lee, Sam Hee
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
    • /
    • v.32 no.1B
    • /
    • pp.21-27
    • /
    • 2012
  • The HLLL scheme, proposed by T. Linde, determines all the wave speeds from the initial states because the middle wave is evaluated by the introduction of a generalized entropy function. The scheme is considered a genuine successor to the original HLL scheme because it is completely separated form the Roe's linearization scheme unlike the HLLE scheme and does not rely on the exact solution unlike the HLLC scheme. In this study, a numerical model was configured by the HLLL scheme with the total energy as a generalized entropy function to solve governing equations, which are the one-dimensional shallow water equations without source terms and with an additional conserved variable relating a concentration. Despite the limitations of the first order solutions, results to three cases with the exact solutions were generally accurate. The HLLL scheme appeared to be superior in comparison with the other HLL-type schemes. In particular, the scheme gave fairly accurate results in capturing the front of wetting and drying. However, it revealed shortcomings of more time-consuming calculations compared to the other schemes.

Tsunami Propagation Model Using Boussinesq Equation (Boussinesq 방정식을 이용한 지진해일 전파모형)

  • Song, Min Jong;Ha, Tae Min;Cho, Yong-Sik
    • 한국방재학회:학술대회논문집
    • /
    • 2011.02a
    • /
    • pp.57-57
    • /
    • 2011
  • 지진해일은 진행속도가 빠르고 파장이 길며 파형의 변화 없이 먼 거리를 진행 할 수 있어 주변지역은 물론 멀리 떨어진 지역에도 심한 범람피해를 야기시킨다. 지진해일의 일반적인 특징으로 장파와 단파가 합성되어 있고 먼 거리를 전파할 경우 분산효과의 역할이 중요하게 된다. 특히 우리나라의 동해안에 영향을 주는 지진해일은 단주기파 성분이 강하고 파장에 비해 먼 거리를 전파하기에 분산을 고려하는 선형 Boussinesq 방정식을 지배방정식으로 사용하는 것이 바람직하다. 하지만 지금까지의 지진해일 전파모의를 위한 모형은 선형 Boussinesq 방정식의 복잡한 계산과 계산시간이 길다는 단점 때문에 선형 천수방정식을 지배방정식으로 사용하고 분산효과는 수치분산을 이용하여 고려해왔다. 지진해일 해석 시 일반적으로 사용되어 오던 기존의 leap-frog 유한차분 모형(Imamura et al., 1988; 조용식, 1996)은 지배방정식으로 선형 천수방정식을 사용하고 파의 분산효과는 수치분산을 이용하여 고려하므로 정해진 시간 간격에 대해 수심에 따라 격자 간격을 적절히 선택해야 하는데 수심이 복잡하게 변하는 경우 격자간격 조정이 불가능하여 분산효과를 정도 높게 고려할 수 없다. 이 문제점을 해결하기 위하여 윤성범 등(2004)은 파동방정식의 인위적인 분산항을 이용하여 Boussinesq 방정식의 분산효과를 고려할 수 있는 능동적인 분산보정기법을 제안하였고 Cho et al.(2007)는 일정한 수심에서 수치적인 분산오차가 Boussinesq 방정식의 물리적인 분산항을 대체하도록 수심, 격자 간격 및 계산 시간 간격 사이의 관계식을 유도하고 Boussinesq 방정식의 분산항과 일치하는 수치분산을 이용하여 실용적인 분산보정기법을 개발하였다. 이에 Ahn(2010)은 현재 컴퓨터의 계산 능력이 향상되어 선형 Boussinesq 방정식을 직접 차분하여 계산하는데 무리가 없다고 판단하여 선형 Boussinesq 방정식을 직접 차분한 모형을 개발하였다. 본 연구에서는 기존의 원해 지진해일 전파모의에 이용되어왔던 선형 천수방정식에 수치분산을 고려한 모형 대신 선형 Boussinesq 방정식의 유한차분 모형을 제안하였으며 기존의 선형 Boussinesq 방정식 모형의 격자와 수심간의 제약을 없애기 위해 차분 기법을 달리 한 2차 정확도의 유한차분 모형을 제안하였다. 검증을 위하여 선형 Boussinesq 방정식의 해석해(Carrier, 1991)와 비교하였다.

  • PDF

A Study on the Berthing Energy considering the shallow effect of Added mass Acting on a Large Ship (천수역 선체 부가질량을 고려한 대형 선박의 접안에너지 산출에 관한 연구)

  • Lee Yun-Sok;Kim Chol-Seong;Kong Gil-Young;Lee Sang-Min
    • Proceedings of KOSOMES biannual meeting
    • /
    • 2004.05b
    • /
    • pp.107-112
    • /
    • 2004
  • In order to improve the safety r! ship berthing and the efficiency r! berth operation in the harbour, the berthing energy acting on a ship in berthing maneuver need to be estimated properly. The berthing energy is used as one q the criteria to determine the maximum permissible load of fender as well as important factors to establish the berthing speed and the required power r! tug-beat for pilot and ship operator. In this study, some problems r! present the method of berthing energy are discussed on the basis of the hydrodynamic aspects. Then, series calculations of berthing energy are carried out considering the effect of water depth on added mass and the ship shape for container series from 1,600TEU to 12,000TEU.

  • PDF