• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.17 no.1
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• pp.75-82
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• 2004

With an aim at eliminating the numerical dispersion error arising from the numerical simulation of stress wave propagation, numerical dispersion characteristics of the wave equation based one-dimensional finite element model are analyzed and some dispersion control scheme are proposed in this paper The dispersion analyses are carried out for two types of mass matrix, namely the consistent and the lumped mass matrices. Based on the finding of the analyses, dispersion correction techniques are developed for both the implicit and explicit schemes. For the implicit scheme, either the weighting factor for the spatial derivatives of each time level or the lumping coefficient for mass matrix is adjusted to minimize the numerical dispersion. In the case of the explicit scheme an artificial dispersion term is introduced in the governing equation. The validity of the dispersion correction techniques proposed in this study is demonstrated by comparing the numerical solutions obtained using the Present techniques with the analytical ones.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.36 no.5
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• pp.819-830
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• 2016

Hydrodynamic characteristics of wave propagation through density stratification have not been identified in details. So this study conducted a numerical simulation using LES-WASS-3D ver. 2.0 for analysis of density current due to water temperature and salinity in order to analyze hydraulic characteristics under wave action in a two-layer density stratified fluid. For the validity and effectiveness of numerical wave tank used, it was compared and analyzed with the experiment to show waveform based on $3^{rd}$-order Stoke wave theory at the internal of a density stratification. Using the results obtained from numerical simulation, the surface and internal wave heights are reduced as the wave propagates in a two-layer density stratified water. And the surface or internal wave attenuation became more serious as the vorticities were increased by the velocity difference of wave propagation due to the upper-lower density difference around the interface of a density stratification. As well, the surface and internal wave attenuations became more serious with higher density difference and depth ratio between upper and lower layers when the wave propagates through a density stratification.

• Korean Journal of Fisheries and Aquatic Sciences
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• v.25 no.6
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• pp.457-473
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• 1992

The first order wave equation over a double shelf has wind stresses on both coastal boundaries and wind stress curl forcing across the shelf. In the Yellow Sea, the effect of wind stress curl can be neglected as a forcing of shelf waves. The decay distance of Kelvin waves is much greater than that of continental shelf waves so that Kelvin waves are transmitted nearly intact through the northern embayment. The numerical method of characteristics has been modified to accomodate wave propagation of opposite directions. Using a little more realistic coastline, the wave model hindcast has been improved for current velocity, but hardly for sea level. It means that Kelvin waves, which mainly determine sea levels, are affected little by the change of bottom slope. For a better hindcast of sea level, input energy of Kelvin waves transmitted from the East China Sea is needed. The basic structure of downwind flows along the coasts and upwind flows along the trough supports the seasonal circulations driven by monsoon winds in the Yellow Sea.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.29 no.5
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• pp.314-324
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• 2010

In waveguide structures, waves may be partially reflected by local non-uniformities. The effects of local non-uniformities has been previously investigated by means of a combined spectral element and finite element (SE/FE) method at relatively low frequencies. However, since the SE is formulated based on a beam theory, the SE/FE method is not appropriated for analysis at higher frequencies where complex deformation of the waveguide occurs. So it is necessary to extend this approach for high frequencies. For the wave propagation at higher frequencies, a combined spectral super element and finite element (SSE/FE) method is introduced in this paper. As an example of the application of this method, wave reflection and transmission due to a local defect in a rail are simulated at frequencies between 20kHz and 30kHz. Also numerical errors are evaluated by means of the conservation of the incident power.

• Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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• 1992.11a
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• pp.69-76
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• 1992

섬유강화 복합재료의 동탄성계수와 감쇠특성을 규명하기 위하여 랜덤하게 분포된 무한 실린더 형상의 산란체를 가진 점탄성 매질내에서 , 축방향으로 분극되어 조화 운동을 하는 탄성파의 전파에 관하여 연구하였다. 다중 산란에 관한 이론으 이용하여 매질내에서의 파동전파 특성을 내포하는 분산관계식을 얻었다. 다중산란에 의한 실린더간의 상호작용을 수식화하기위하여 필요한 실린더의 쌍분포함수는 몬테카를로 모의 실험을 이용하여 구하였다. 수치적으로 구한 감쇠계수 및 유효전단강성을 주파수와 체적율의 함수로 제시하였다. 또한 감쇠계수의 주파수에 따른 변화에 있어서, 저주파에서는 매질의 점탄성 손실이 지배적이며, 고주파수로 갈수록 다중산란에 의한 손실이 지배적인 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2008.05a
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• pp.9-13
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• 2008

The moving load such as a shock wave in a pipe propagates with a specific velocity. This internal load speed determines the level of flexural wave excitation and the possibility of resonant response leading to a large deformation. In this paper, we present particular solutions of displacements and the resonance conditions when the moving load is propagating in a pipe. These analytical results are compared to numerical simulations obtained using a hydrocode. We expect to identify potential explosion hazards in the general power industries.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.2130-2134
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• 2007

선형 Boussinesq 형태의 파동방정식을 지배방정식으로 사용하는 능동적인 분산보정 지진해일 전파 유한 차분모형의 정확도를 향상시키기 위한 새로운 동시격자접속기법을 개발하였다. 이 격자접속기법은 공간에 대해 3차 보간식을 사용하므로 짧은 파에 대해서 보간에 따른 오차를 최소화할 수 있고, 시간에 대해 2차 보간식을 사용하기 때문에 기존 기법에 비해 더 정확한 값을 얻을 수 있다. 개발된 격자접속기법의 정확성을 평가하기 위해 수중 원형천퇴상을 전파하는 Gaussian 형상의 가상지진에 대해 격자접속기법을 적용하지 않고 계산한 결과와 격자접속기법을 적용하여 계산한 결과를 FUNWAVE에 포함되어 있는 선형화된 Boussinesq방정식에 의해 계산된 수치해와 비교하였다. 그 결과 개발된 동시격자접속기법의 우수함이 검증되었다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.18 no.2
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• pp.83-89
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• 1999

The forced vibration of a finite cylindrical shell has been analyzed from an elastic wave viewpoint. The displacement vector is used to formulate the vibration field, that is regarded as a superposition of disturbances due to elastic waves propagating on the shell. The reflection matrix is also used in the formulation of the vibration field, that is easily derived in the present approach. It allows one to easily identify the wave conversion of elastic waves at the ends of the shell. The present approach is used to predict the vibration field of the cylindrical shell with free-free boundary conditions. The contribution of each type of elastic waves into the vibration field was identified, and the wave conversion at the ends of the shell was observed. Those results showed that the present approach can be effectively used to analyze the forced vibration of the cylindrical shell from an elastic wave viewpoint.

• 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.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.256-256
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• 2022

레이놀즈 분해법은 유속을 비롯한 변수를 평균 성분과 변동 성분으로 분해하는 분석 방법으로, 난류 분석의 기본이 되는 방법이다. 그러나 유체 내에 장애물이 존재할 경우, 흐름에 큰 와류가 존재하여 난류 변동 성분과 구분되는 고유 구조가 형성되는데, 이러한 경우에 레이놀즈 분해법을 적용하면 고유 구조의 변동 성분이 난류로 처리되어 난류 강도가 과다하게 책정될 수 있다는 한계점이 있다. 이에 대한 대안으로 제안된 것이, 변수를 평균 성분, 파동 성분, 변동 성분으로 분해하는 삼중 분해법이다. 삼중 분해법은 흐름 내의 고유 구조를 추출하는 것을 가능하게 하여 다양한 연구에서 사용되어왔다. 삼중 분해법을 구현하기 위해 이용되는 방법론 중 하나로, 공분산 행렬을 이용하여 유속장을 분해하는 방법인 적합 직교 분해법이 많이 사용된다. 본 연구에서는 원기둥 후류에 적합 직교 분해법을 사용하여 삼중 분해법을 시행하고, 후류의 흐름 구조를 분석하는 것을 목표로 하였다. 영상 유속계를 사용하여 실험을 통해 원기둥 후류의 수평 유속장을 측정하였고, 측정 자료에 적합 직교 분해법을 적용한 결과, 첫 두 모드에서 큰 규모의 와류가 파동 형태로 전파되는 것이 관찰되어 고유 구조의 존재를 확인할 수 있었다. 해당 성분을 삼중 분해법의 파동 성분으로 상정하였고, 푸리에 분석을 적용한 결과에서도 원기둥 후류의 고유 진동수가 뚜렷하게 나타나는 것을 확인하였다. 또한, 원기둥 후류의 에너지 전달 구조를 확인하기 위하여 에너지 방정식에 삼중 분해법을 적용하여 식을 유도하고, 실험 자료로부터 각 항을 계산하여 비교해보았다.