• 제목/요약/키워드: 파랑변형

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비균질 Helmholtz 방정식을 이용한 변동 수심에서의 파랑변형 (Inhomogeneous Helmholtz equation for Water Waves on Variable Depth)

  • 김효섭;장창환
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.174-180
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    • 2010
  • 변동 수심에서의 파랑변형을 비균질 Helmholtz 방정식을 이용하여 계산하였다. 포텐셜 함수가 존재한다고 가정하였으며, 변수분리를 적용하였다. 본 논문에서는 조화파만을 고려하였다. 포텐셜 함수로 구성된 지배방정식을 정수면에 직접 적용하였고, 변동 수심에 대한 비균질 Helmholtz 방정식을 얻었다. 파랑의 진폭과 위상차로 얻어진 복합 포텐셜 함수의 지배방정식을 실수형 변수로 된 두 방정식으로 분리하였다. 분리된 방정식들은 각각 1차와 2차 상미분 방정식이며, 이 방정식들을 단순한 형태의 중앙차분 수치기법을 이용하여 차분식으로 변형하였다. 측면 경계조건에서의 파랑의 진폭, 진폭경사, 그리고 위상경사를 경계면에 적용하여 전방진행방법으로 전 영역에서 해를 구하였다 Booij의 경사면 있는 저면의 경우와 Bragg의 물결모양이 있는 저면의 경우에 적용하였다. 본 연구로 도출된 비균질 Helmholtz 방정식은 완전 선형방정식 계산 결과, Massel의 수정 완경사 방정식, 그리고 Berkhoff의 완경사 방정식의 적용 결과와 비교하였으며, 만족스러운 결과를 얻었다.

Catenary 계류된 부방파제의 3차원 파랑변형에 관한 수치해석 (Numerical Analysis of Three-Dimensional Wave Transformation of Floating Breakwater Moored by Catenary)

  • 김도삼;최낙훈;윤희면;손병규
    • 한국해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해양공학회 2004년도 학술대회지
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    • pp.241-248
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    • 2004
  • In general, the salient features if the floating breakwater have excellent regulation of sea-water keeping the marine a1ways clean, up and dorm free movement with the incoming and outgoing tides, capable of being installed without considering the geological condition of sea-bed at any water depth, This study discusses the three dimensional wave transformation of the floating breakwater moored by catenary. Numerical method is based at the Green function method and eigenfunction expansion method. The validity of the present is confirmed by comparing it with the result of Ijima et a1.(1975) fer tensile maxed floating breakwater. According to the numerical results, drift and width of the floating breakwater affect at the wave transformation greatly, and incident wave of long period is well transmitted to the rear of the floating breakwater.

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완전비선형 Boussinesq방정식을 이용한 쇄파대의 파랑변형 모의 (Surf Zone Wave Transformations Simulated by a Fully Nonlinear Boussinesq Equation)

  • 윤종태;김종무
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.296-308
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    • 2001
  • Wei et al.의 완전비선형 Boussinesq방정식을 4차의 Adams predictorcorrector기법을 사용하여 차분하고 면 내부조파기법과 스폰지 경계충을 사용하였으며 쇄파구조를 추가하였다. 면 내부조파기법을 사용해 목적파를 잘 재현할 수 있었다. 비선형성이 부각되는 고립파의 천수실험을 통해 완전비선형 모형의 정화성을 확인할 수 있었고 해저평붕으로 인한 규칙파의 변형을 모의해 보았다. 쇄파 수치실험을 통해 적용된 쇄파구조의 특성을 확인해 보았고 수중천퇴에 대한 이차원 파랑전파 수치실험을 통해 비선형 모형의 중요성을 확인하였다.

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에너지 감쇠영역으로 인한 파랑변형 (Wave Transformation Due to Energy Dissipation Region)

  • 윤종태
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.135-140
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    • 1999
  • 에너지 감쇠역으로 인한 파의 변형을 모의하기 위하여 타원형 수치모형을 구성하였다. 해석방정식은 에너지 감쇠항이 추가된 타원형 완경사 방정식을 사용하였다. 개방경계조건에는 포물형 가정을 도입하였고 이를 위해 수치기법으로는 GCGM을 사용하였다. 원형감쇠역에 대한 수치실험을 통하여 감쇠역 전부에서의 반사파의 생성, 감쇠효과에 의한 파고감소 등을 확인할 수 있었고 해석해와 잘 일치하였다. 사각형 감쇠역에 대한 실험을 통하여 감쇠계수의 크기에 따른 파고분포의 변화를 살펴보았고 감쇠역 주변에서는 회절효과에 의한 파고의 증가가 매우 완만히 진행됨을 확인하였다. 이러한 수치실험을 통하여 에너지 감쇠구조 또한 반복기법을 사용한 타원형 수치모형으로 잘 모의할 수 있음을 확인하였다.

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해운대의 파랑 및 흐름 구조의 특성파악을 위한 현장 관측실험 (Field Observations of Spatial Structure of Hydrodynamics Including Waves and Currents in the Haeundae Coast)

  • 도기덕;유제선;이희준;도종대;진재율
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제27권4호
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    • pp.228-237
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    • 2015
  • 본 연구에서는 사질 해안인 해운대 해수욕장을 대상으로 수리 퇴적 작용의 동적구조 규명에 필요한 현장 관측실험을 수행하였다. 연안에서 발생하는 계절별 파랑 및 수리 현상을 정량적으로 파악하기 위하여, 동계 및 하계 집중 관측기간 중 해안선의 법선 방향으로 3개 정점 및 해안선 방향으로 3개 정점 등 공간적으로 여러 정점에 파랑 및 층별 유속 관측장비를 설치하였다. 파랑 관측자료의 분석결과, 동계에는 동해안으로부터 입사하는 E계열 파랑이 대부분이며, 하계에는 S계열과 ESE 계열이 공존하는 분포를 가지고 있다. 대상 해역에서 유속의 공간적분포는 전체적으로 주 흐름방향이 동계와 하계에 조석운동의 영향으로 동서방향으로 형성되어 있다. 심해역에서 천해역로 갈수록 연안지형의 영향으로, 유속의 세기는 약해지며 유속의 방향은 해안선 및 등수심선과 나란하게 변형되어 나타나고 있다. 본 연구를 통하여 제시된 파랑 및 흐름 등 수리특성에 관한 기초 분석자료는 동 기간에서 측정된 모래이동량 및 지형변화 관측자료와 연계하여, 대상 해역의 침퇴적 정도를 정량적으로 산출하는데 활용될 수 있다.

중소어항의 항내매몰 방지대책

  • 윤성진;김규한;편종근
    • 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해안해양공학회 1997년도 정기학술강연회 발표논문 초록집 Annual Meeting of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • pp.63-67
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    • 1997
  • 파랑이 탁월한 영역에 존재하는 중소어항의 대부분을 항내매몰이 중요문제 중의 하나로서, 입ㆍ출항의 곤란 및 반복되는 준설경비의 소요 등으로 경제적 문제를 겪고있다. 따라서 이와 같은 문제를 장기적으로 해결하기 위해서는 항내매몰의 근본적 원인을 빠른 시일 내에 정확히 파악하고, 그 대책공법을 강구할 필요가 있다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위해 파랑 및 연안류제어 구조물의 설치 및 배치 등을 이용한 항내매몰 방지대책을 설정하여 각각의 연안류 및 해빈변형제어효과를 검토하고 항내매몰에 미치는 영향을 검토해 보았다. (중략)

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천해역에서의 파랑변형해석 모형 (A Time-Dependent Numerical Wave Deformation Model Around Coastal Sea)

  • 이동수;최혁진
    • 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해안해양공학회 1997년도 정기학술강연회 발표논문 초록집 Annual Meeting of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • pp.19-24
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    • 1997
  • 해안 및 항만의 개발이 국가적 차원에서 대규모로 개발되고 있는 현시점에서 계획과 설계의 가장 기본적인 외력으로 작용하는 천해의 파랑을 해석하는 것은 무엇보다 중요하며, 구조물 건설 후 각종 재해로부터 안전하게 시설물을 보호할 수 있는 요건이 된다. 본 연구에서는 항만구조물 주변 및 항내정온도 해석 등에 적용성이 뛰어난 방곡선형 방정식을 이용하여 수치 모형을 개발하였다. (중략)

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임의의 수심 변화에 적용되는 확장형 Boussinesq 방정식 개발 (Development of Extended Boussinesq Equations over an Arbitrary Bottom Topography)

  • 이창훈
    • 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해안해양공학회 2003년도 한국해안해양공학발표논문집
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    • pp.53-57
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    • 2003
  • 불규칙파를 사용하여 설계 자료로 이용하기 위해서는 설계해역에서 불규칙파의 파랑변형을 예측할 수 있는 수치모형의 개발이 선행되어야 한다. 비선형 불규칙파의 거동을 해석할 수 있는 Boussinesq 방정식은 상대파고인 $\alpha$/h($\alpha$는 수면의 진폭, h는 수심임)를 비선형의 매개변수로 하고 상대수심인 kh(k는 파수임)를 분산성의 매개변수로 하여 섭동법을 사용하여 유도된다. Boussinesq 식은 수심이 일정한 경우에 Boussinesq(1872)가 비선형 항을 O($\alpha$/h,(kh)$^2$)까지 포함하여 처음으로 개발하였고 수심의 변화가 완만한 경우에 Peregrine(1967)이 개발하였다. (중략)

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완경사방정식의 확장에 관한 연구 (A Study on the Extension of Mild-Slope Equation)

  • 천제호;김재중
    • 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해안해양공학회 2003년도 한국해안해양공학발표논문집
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    • pp.63-70
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    • 2003
  • Berkhoff(1972)는 해저 경사가 완만한 지형에서의 파랑 변형을 계산하는 완경사 방정식을 제안하였다. 이 방정식은 수식이 매우 간단하면서도 비교적 정확하게 파랑을 예측할 수 있어 현재까지도 해안공학 전반에 걸쳐 많이 적용되고 있다. 그러나 Berkhoff(1972)의 완경사 방정식은 계산이 비교적 번거로워 현재는 계산하기 편리한 포물형 완경사 방정식(Radder,1979) 또는 쌍곡선형 완경사 방정식(Copeland,1985) 등의 근사 모델을 사용하고 있다. 하지만, 이러한 근사모델은 지배방정식을 유도할 때 생기는 가정들에 의해 실제현장 적용성과 해의 정확성에는 언제나 일정한 한계가 있다. (중략)

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