• 제목/요약/키워드: 파의 회절

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파의 굴절 및 회절에 미치는 비선형 효과에 대한 수치해석 (Numerical Analysis of Nonlinear Effect of Wave on Refraction and Diffraction)

  • 이정규;이종인
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.51-57
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    • 1990
  • 수심변화가 완만하고 흐름이 없는 곳을 파가 전파할 때 겪게되는 침수, 굴절 및 회절현상의 해석에는 3차 Stokes파 이론에 의한 선형, 비선형, 포물형 방정식이 이용되며, 여기서는 바닥마찰과 바람의 영향은 고려하지 않는다. 이 포물형 방정식으로 암초가 있는 경우에 대해 수치해석을 수행하여 기존의 실험치와 비교 검토하였고, 회절과 굴절효과의 중요성을 고찰했다. 천해파의 특성변화 해석에는 Boussinesq방정식에 기초한 포물형 방정식이 이용된다. 흐름이 없는 경우에 방파제를 따라 전파하는 Cnoidal파의 회절현상을 수심이 변하고 입사각이 변하는 경우에 대해 수치해석을 하여 Stem wave의 특성에 대해 논의하였다.

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회절을 고려한 반무한방파제 형식의 장대구조물에 작용하는 파력 예측 (Prediction of Wave Force on a Long Structure of Semi-infinite Breakwater Type Considering Diffraction)

  • 정재상;이창훈;조용식
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제27권6호
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    • pp.424-433
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    • 2015
  • 본 연구에서는 회절을 고려하여 반무한방파제 형식의 직립식 장대구조물에 작용하는 파력에 대해 검토하였다. 장대구조물에 작용하는 파력은 규칙파, 일방향 불규칙파 및 다방향 불규칙파를 대상으로 하였다. 방파제 전면 및 후면에서 발생하는 회절을 모두 고려하였다. 방파제의 상대길이(1/L)가 0인 경우 방파제에 작용하는 파력은 회절에 의해 0이 된다. 방파제의 상대길이가 1.0 이하인 경우에는 회절의 영향이 비교적 강하였으며, 방파제의 상대길이가 0.5 이상인 경우에는 방파제의 장대화 효과에 의해 작용 파력이 크게 감소하였다. 즉, 방파제의 상대길이가 1.0 이하인 경우에는 회절효과의 고려가 필요하며, 장대 방파제의 파력 감소효과를 얻기 위해서는 방파제의 상대길이가 최소 0.5 이상이어야 함을 알 수 있다.

회절을 고려한 반무한방파제 형식의 직립구조물에 작용하는 지점별 파력 분포 (Distribution of Wave Forces at Points on a Vertical Structure of Semi-Infinite Breakwater Considering Diffraction)

  • 정재상;이창훈;조용식
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제28권4호
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    • pp.240-249
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    • 2016
  • 본 연구에서는 회절을 고려하여 반무한방파제 형식의 직립구조물에 작용하는 지점별 파력 분포를 검토하였다. 비쇄파 조건에서 직립구조물에 작용하는 규칙파 및 불규칙파의 파력에 대해 방파제 전, 후면의 회절을 모두 고려하여 연구하였다. 방파제의 폭이 0인 조건을 비교 대상의 기준 조건으로 채택하였다. 규칙파의 경우 방파제 두부(head of breakwater)에서는 전후면의 입사파 및 회절파가 동시에 작용하여 상대 파력이 0이 되었으며, 두부에서 멀어지면 상대 파력 1.0을 중심으로 진동하는 패턴이 나타났다. 또한 경사입사각이 증가할 경우 규칙파의 상대 파력은 감소하는 경향을 보였다. 본 연구에서는 제곱평균의 제곱근비와 파력 스펙트럼을 이용하여 불규칙파의 상대 파력을 정의하였다. 각 성분파가 갖는 임의의 위상을 고려한 경우와 고려하지 않은 경우를 비교하였으며, 그 결과는 거의 동일하게 나타났다. 불규칙파의 경우 방파제 두부 근처에서 규칙파와 마찬가지로 상대 파력이 0으로 나타났으며, 두부에서 멀어질 때에는 다양한 성분파의 합성에 의해 상대 파력 1.0을 기준으로 진동하는 패턴이 비교적 약하게 나타났다.

평면파를 이용한 초음파 합성 송신 집속 기법의 해석 (Analysis of Ultrasound Synthetic Transmit Focusing Using Plane Waves)

  • 이종필;송재희;송태경
    • 한국음향학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.200-209
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    • 2014
  • 본 논문에서는 평면파 합성 송신집속 방법의 모델을 제시하고 수학적 해석을 통해 그 특성을 분석하였으며 일반적인 구형파 기반의 집속 방법과 비교하였다. 이를 통하여 평면파를 이용한 합성 송신집속 방법은 거리에 따라 주엽의 폭이 변하지 않는 비회절 빔을 발생함을 확인하였다. 또한 그레이팅 로브의 발생을 억제하며 원하는 주엽 폭을 얻기 위한 평면파 합성 방법, 그리고 비회절 특성이 유지되는 영역을 효과적으로 확장시킬 수 있는 방법을 제시하였다. 제안된 방법과 해석결과들을 컴퓨터 모의실험을 통해 검증하였다.

불규칙파의 굴절ㆍ회절 수치모형

  • 채장원;정신택
    • 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해안해양공학회 1992년도 정기학술강연회 발표논문 초록집
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    • pp.83-83
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    • 1992
  • 풍파가 수심이 불규칙하고 조류 및 해류 등의 흐름이 존재하는 연안역을 전파해 갈 때 파고 및 파향이 굴절ㆍ회절 및 천수, 에너지 감쇠 효과 등에 의해 크게 변형된다. 이러한 현상은 연안역의 파랑변형 계산 및 퇴적물이동현상 분석에 매우 중요하다. 불규칙파의 스펙트럼 형태와 에너지의 방향 분산 정도에 따라 단순 규칙파 모델과의 계산치가 50-100%에 이르기도 한다.(중략)

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2차원 및 3차원의 주기적인 구조 제작을 위한 2차원 이진 위상마스크의 설계와 분석 (Design and analysis of two-dimensional binary phase masks for the fabrication of two-and three-dimensional periodic structures)

  • 김남식;원영희;고근하;조두진
    • 한국광학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.17-24
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    • 2001
  • 엄밀한 결합파 해석(rigorous coupled-wave analysis)을 이용하여 2차원 및 3차원의 주기적인 구조 제작을 위한 2차원 이진위상 회절격자를 설계 및 분석하였다. 이 회절격자는 근접장 홀로그래피를 위한 위상 마스크로서 수직 입사하는 빛에 대하여 여거 개의 회절파들을 발생하고 이들은 공간상에 주기적인 간섭무늬를 형성한다. 입사파의 편광상태, 파장, 표면 양각형태, 요철 깊이와 duty cycle을 바꿈으로써 회절된 빛들을 조절할 수 있는데 2차원 구조의 경우 0차 회절효율이 최소가 되고 1차회절효율이 최대가 될 때 최적의 결과를 보인다. 한편 0차 회절효율이 상당한 크기를 가지거나 심지어 다른 차수의 회절효율보다 높을 때 마이크로 미터 이하의 미세구조를 갖는 tetragonal-body-centered 구조와 hexagonal 구조의 포토닉 결정을 제작 할 수 있는 다양한 형태의 3차원 공간 간섭무늬가 형성된다.

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쇄기형 유전체의 양면에 평면파 입사시 다극전개를 이용한 회절패턴 계산 (Calculation of Diffraction Patterns for Incidence of Planewave on Both Sides of a Dielectric Wedge by Using Multipole Expansion)

  • 김세윤;나정웅;신상영
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제26권4호
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    • pp.16-26
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    • 1989
  • 임의의 각을 가진 쇄기형 유전체의양 경계면을 E-편파된 평면화가 입사할 경우 발생하는 전자파의 회절패턴을 기하광학해와 모서리회절파의 합으로 표시하였다. 모서리 회절파의 회절계수는 물리광학근사로 구한 회절계수를 모서리 끝에 분포한 다극선전원으로 수정하여 구하였다. 쇄기각 $120^{circ}$, 입사각 $60^{circ}$ 인 유전체의 비전율을 2, 5, 10으로 변화시키고, 측정거리도 모서리 끝점으로 부터 5와 10파장인 경우에 대해 기하광학해와, 물리광학해, 다극선전원으로 교정한 수정해 순으로 각각의 회절패턴을 그림으로 나타내었다. 본 논문에서 구한 수정해는 모서리 끝점으로 부터 멀리 떨어진 곳에서만 유용한 점근해임을 알 수 있으나, 유전체 경계면에서 경계조건을 만족함을 보였다.

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방파제 주위에서 발생되는 회절현상에 대한 해석해의 고찰 (Study on analytical solution of diffraction around breakwaters)

  • 김민균;이창훈;조용준
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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    • pp.538-542
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    • 2005
  • 본 연구에서는 Penney와 Price(1952)의 해석 해를 사용하여 반무한방파제, 양익방파제등에서 발생하는 회절현상에 대한 해석 해를 구하였다. 양익방파제가 경사지게 위치한 경우에도 중첩을 통하여 해석 해를 구할 수 있었으며, 이를 바탕으로 방파제의 위치와 입사파랑의 각도에 따른 각각의 경우에 대하여 해석 해를 구할 수 있다. 또한, 구조물에 입사된 파랑성분과 구조물의 폭만큼의 개구부를 갖는 양익방파제를 통과하는 회절파성분과 같게 표현될 수 있는 반사파성분을 서로 중첩시켜 구조물 전면부에서 발생되는 완전반사 및 부분반사현상에 대한 해석 해를 제시하였다. 국내의 실무에서 해안 및 항만 구조물 설계에 사용되는 수치프로그램들의 정확도를 간단히 판단할 수 있는 비교 대상으로 이러한 해석해가 이용될 수 있으리라 판단된다.

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표면양각회절격자에 대한 엄밀한 3차원벡터 결합파해석의 고유값문제 (Eigenvalue problem petaining to the rigorous three-dimensional vector coupled-wave analysis of diffraction from surface-relief gratings)

  • 조두진
    • 한국광학회지
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    • 제5권4호
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    • pp.439-444
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    • 1994
  • 임의의 2차원 표면양각 유전회절격자에 의한 일반적인 회절현상을 엄밀한 3차원벡터 결합파해석으로 다루는데 있어서 핵심적인 역학을 하는 행렬의 고유값문제가 항상 1/4 크기의 행렬에 대한 것으로 단순화되어, 컴퓨터의 계산시간과 기억용량의 요구를 현저히 줄일 수 있다는 것을 보였다. 한편, 체적형 회절격자에 있어서는 이와 같이 단순화할 수 없음을 논의하였다.

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연직 해양구조물로 인한 파랑회절의 경계요소 해석 (Boundary Element Analysis for Diffraction of Water Waves with Vertical Cylinders)

  • 김성득;이성대;박종배
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.63-70
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    • 1989
  • 단일 및 2개의 연직 불투과성 구조물이 해역에 설치되어 있는 경우 파랑의 회절 및 상호간섭 효과를 일정요소를 사용한 경계요소법에 의해 수치 해석하였다. 파랑은 2차원 선형 회절파 이론으로부터 해석하였으며 구조물 경계상에서 뿐만 아니라 구조물 주위에서의 회절계수를 계산하였다. 본 계산의 신뢰도를 검증하기 위하여 기존의 해석결과와 비교하였으며 대체로 잘 일치하고 있음을 알 수가 있었다.

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