• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.222-222
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• 2023

오픈 소스 유체역학 소프트웨어인 OpenFOAM은 다양한 유체 흐름에 적용 가능한 프로그램들로 구성되어 있다. 이 중 interFoam은 밀도가 다른 두 유체(i.e., 물, 공기) 간의 경계를 추적하는 기법을 기반으로 한 프로그램으로, 파랑의 거동 모의에 주로 쓰이고 있다. 파생형 프로그램으로는 동격자(dynamic mesh) 및 중첩 격자 기법(overset grid method)을 interFoam에 추가한 overInterDyMFoam이 있다. 두 기법을 사용하면 각각 여러 영역에서 유체흐름과 다중 물체 간의 상호작용을 효율적으로 모의할 수 있다. 본 연구에서는 overInterDyMFoam을 사용하여 두 개 수문의 개방 움직임을 구현하고 생성된 파랑이 포말대(swash zone)에 접근하였을 때의 흐름 특성을 조사하였다. 수치모형실험 결과 수문 개방 속도가 댐 붕괴 파랑 흐름 전파속도에 영향을 미치는 사실을 발견하였다. 또한, 처오름과 처내림의 상호작용에 의한 난류 운동 특성을 조사하기 위해 수문 개방시간 간격을 0초~3초로 설정하였다. 수치모형실험 결과는 수리모형실험의 수면 변동 시계열과 속도 시계열 결과와 비교하여 모형의 정확성이 검증되었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제30권2호
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• pp.39-50
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• 2018

본 연구는 공중사용허가서(오픈소스 기반) 라이선스 기반의 olaFlow를 적용하여 투과성잠제 주변에서 쇄파를 동반한 불규칙파와 흐름장의 비선형 상호작용을 고찰하였다. 본 연구에서 적용한 olaFlow의 불규칙파랑의 조파성능은 목표주파수스펙트럼과 조파파랑의 주파수스펙트럼을 비교 검토하여 불규칙파랑의 적용성을 검증하였다. 이로부터 지금까지 거의 검토되지 않은 불규칙파와 흐름의 공존장에 설치된 투과성잠제에 대해 배후경사면을 모래 혹은 자갈로 고려한 경우 흐름방향 등의 변화에 따른 잠제 주변에서 파고, 주파수스펙트럼, 쇄파, 평균유속 및 난류운동에너지 등의 변동특성을 면밀히 검토하였다. 수치해석결과로부터 투과성잠제의 천단상에서 발생하는 쇄파의 형태 및 평균유속의 형성은 흐름방향 및 배후사면의 형태에 따라 좌우됨을 알 수 있었다. 또한, 흐름방향에 따른 파고의 변화는 난류운동에너지와 밀접한 관계를 가지는 것 등의 중요한 사실을 확인할 수 있었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.166-179
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• 2018

본 연구는 파-흐름의 공존장에 설치된 3차원투과성잠제에 관해 흐름방향에 따라 변화되는 잠제 주변에서 파고분포와 같은 수면변동의 특성 및 설상사주의 주요외력으로 작용하는 평균유속, 연안류 및 난류운동에너지 등을 포함한 유속장의 특성을 수치적으로 검토하였다. 수치해석에는 오픈소스 CFD 코드인 olaFlow를 적용하였으며, 대상파랑은 규칙파와 불규칙파로 하였다. 수치해석결과로부터 흐름방향(순방향과 역방향)에 따른 잠제 제간부 배후에서 파고변화는 난류운동에너지와 밀접한 관계를 가지며, 흐름이 존재하는 경우는 흐름이 없는 경우보다 약한 연안류가 형성됨과 동시에 수송유량이 감소되는 것을 확인할 수 있었다. 이로부터 흐름의 유무 및 방향이 잠제 배후에 형성되는 설상사주의 형성과정에 미치는 영향을 파악할 수 있었다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제17권4호
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• pp.294-306
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• 2005

지금까지 침매터널에 대한 대부분의 연구들은 건설기술자의 경험에 바탕을 둔 연구들이었다. 공학적인 관점에서 파랑하중에 의한 침매터널의 안정성은 지반기초의 거동에 큰 영향을 받으므로 파${\cdot}$지반${\cdot}$침매터널의 상호작용에 대한 이해는 매우 중요하다. 본 연구에서는 파${\cdot}$지반${\cdot}$침매터널의 상호작용의 메커니즘에 대한 이해를 위하여 부산-거제간 연결도로 민간투자사업 구간 중 침매터널 구간에 직접수치해석기법을 적용하여 침매터널 주변의 지반 및 피복층 내에서 파랑하중에 의한 간극수압, 와도 및 흐름의 특성을 종합적으로 살펴보았다. 또한 다양한 파랑조건 및 피복층의 평균입경변화에 따른 비선형성의 파랑과 침매터널 및 지반의 상호작용이 침매터널의 안정성과 관련하여 논의되었다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제19권6호
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• pp.557-564
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• 2007

타원형 수중천퇴가 있는 지형을 통과하며 변형하는 파랑을 실험한 Vincent and Briggs(1989)의 실험조건을 수치모의하여 규칙파 변형에 대한 파랑과 흐름의 상호작용 효과를 연구하였다. 수치모의를 위해 흐름모형 SHORECIRC와 파랑모형 REF/DIF 1 그리고 SHORECIRC와 파랑모형 SWAN을 결합한 모형과 파랑과 흐름을 동시에 계산하는 FUNWAVE를 이용하였다. 이 수치모의로 부터 수중천퇴상에서 발생된 쇄파류는 수중천퇴후면의 파집중현상을 방해하고, 파랑을 천퇴중심축의 바깥쪽으로 굴절시켜, 파고를 상대적으로 감소시키는 역할을 하는 것을 확인할 수 있었다. 두 결합모형의 수치모의 결과는 쇄파류의 영향을 고려하지 않는 파랑모형만의 결과보다 실험치와 일치하였으나, 중복파가 발생되는 경우 SWAN모형과 REF/DIF모형으로부터 계산되어지는 잉여응력(radiation stress)에 문제가 있다는 것을 알 수 있었다. 또한, FUNWAVE를 이용한 수치모의는 실험결과와 완벽히 일치하였다. 이는 파랑쇄파류의 파랑변형에 미치는 역할의 중요성을 확인시켜주는 것이다.

• 한국해양공학회지
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• 제31권1호
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• pp.36-46
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• 2017

Most of the studies on the hydraulic characteristics of wave-current interaction have used 2-D hydraulic experiments or 2-D numerical simulations. However, it is difficult to understand the wave-current interaction found in actual estuaries using these. Therefore, a numerical water tank was constructed in this study to perform simulations involving a 3-D river mouth. The result showed a change in the water surface at the river mouth from the wave-current interaction. With an increase in the ratio ($V_c/C_i$) between the river current and wave celerity, the wave height and mean water level of the river increased at the wave and current meeting point. A higher $V_c/C_i$ caused a stronger wave-current interaction and increased the turbulence kinetic energy. Thus, the wave height attenuation became larger by the wave-current interaction with a higher $V_c/C_i$. In addition, it was possible to understand the flow characteristics in the vicinity of the river mouth as a result of the wave-current interaction using the mean flow and mean time-averaged velocity at the mid-cross section of river.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2016년도 춘계학술대회
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• pp.127-129
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• 2016

근래 소규모항만이 흩어져 있는 연안도서해역에서는 빈번한 폭풍의 내습으로 신규 외곽시설을 포함한 항만정비사업이 지속적으로 이루어지고 있다. 이들 항만의 경우 늘어나는 물동량에 대응하기 위해 수역시설 및 부두의 배치에 변화를 가져오고 일부 항만의 경우 만입구, 항내, 수로 등 특정해역의 준설이 다양하게 이루어지고 있어서 개발과 유지 준설에 따른 정온도의 검토가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 바람, 파랑상호간 간섭, 흐름과의 상호작용, 쇄파 및 구조물에 대한 반사를 반영하여 수치실험을 수행하고 특히 준설작업의 규모, 방향에 따른 정온도에서 결과에 차이를 나타내어 평면배치계획에 수정을 기할 수 있게 되었다. 수치실험에는 50면 재현빈도 심해설계파 내습시 영역을 광역, 중간역, 상세역으로 하여 네스팅 기법으로 개방해역조건을 반영하였으며 외곽시설에서 해수소통 개구부의 변화에 대한 영향을 분석하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제6권1호
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• pp.81-87
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• 1994

완경사 방정식을 에너지 보존식으로부터 직접 유도하였으며 에너지 보존식과 Green's first and second identities와의 관계를 분명히 밝혔다. 파랑-흐름 상호작용 시의 타원형 완경사 방정식이 Berkhoff (1972)에 의해서 유도된 흐름이 없는 경우와 같은 형태를 갖는다는 것이 제시되었으며, 또한 해석적인 해를 통해 물리적 특성이 조사되었다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.128-134
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• 2003

Numerical study on interactions of waves and currents has considerable practical interests in coastal and ocean engineering. And wave-current interactions strongly influence wave characteristics, current profiles, and forces on offshore structures. Presence of currents affects wave properties such as wave height and wave profiles. Furthermore, in case of the irregular waves, it is more complicated problem. The propose of present study, using the one-dimensional wave-current numerical model is based on the extended Boussinesq equation(Madsen, 1991) and an alternative form of wave-current dispersion relation(Mohiuddin, 1999, 2000) including wave action concept, is to simulate wave propagation in a current field including the irregular waves and discuss applicability of the model in a wave-current field.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권3호
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• pp.322-329
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• 2001

A study of the shock wave turbulent boundary layer interaction is presented. The focus of the study is the interactions of the shock waves with the turbulent boundary layer on the falt plate. Three examples are investigated. The computations are performed, using mixed explicit-implicit generalized Galerkin finite element method. The linear equations at each time step are solved by a preconditioned GMRES algorithm. Numerical results indicate that the implicit scheme converges to the asymptotic steady state much faster than the explicit counterpart. The computed surface pressures and skin friction coefficients display good agreement with experimental data. The flowfield manifests a complex shock wave system and a pair of counter-rotating vortices.