• Title/Summary/Keyword: 확장형 Boussinesq 방정식

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Internal Generation of Nonlinear Waves for Extended Boussinesq Equations: Line Source Method and Source Function Method (확장형 Boussinesq 방정식에서 비선형파의 내부 조파: 선 조파기법과 원천함수기법)

  • Kim Gunwoo;Lee Changhoon;Suh Kyung-Duck
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.17 no.1
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    • pp.21-31
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    • 2005
  • In this study, derivation is made of a one-grid source function for the extended Boussinesq equations of Nwogu (1993) in order to generate nonlinear waves internally. The energy velocity approach used in the line source method is verified analytically by the fractional step splitting method. The source function method is verified by generating accurately nonlinear waves as well as linear waves for horizontally one-dimensional cases. It is found that numerical solutions by the source function method are the same as those by the line source method.

Numerical Study on Extended Boussinesq Equations with Wave Breaking (쇄파구조를 고려한 확장형 Boussinesq 방정식의 수치 실험)

  • 윤종태;이창훈
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.11 no.3
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    • pp.149-155
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    • 1999
  • A treatment of wave breaking is included in the extended Boussinesq equations of Nwogu. A spatially distributed source function and sponge layers are used to reduce the reflected waves in the computa¬tional domain. The model uses fourth-order Adams predictor-corrector method to advance in time, and discretizes first-order spatial derivatives to fourth-order accuracy, and thus reducing all truncation errors to a level smaller than the dispersive terms. The generated wave fields are found to be good and the corresponding wave heights are very close to their target values. For the tests of wave breaking, although agreement is considered to be reasonable, wave heights in the inner surf zone are over-predicted. This indicates the breaking parameters in the model should be adjusted.

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

  • 이창훈
    • Proceedings of the Korean Society of Coastal and Ocean Engineers Conference
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    • 2003.08a
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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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Numerical Simulation of One-Dimensional Madsen-Sørensen Extended Boussinesq Equations Using Crowhurst-Zhenquan Scheme (Crowhurst-Zhenquan 방법을 이용한 1차원 Madsen-Sørensen 확장형 Boussinesq 방정식의 수치 시뮬레이션)

  • Kang, Sangmuk;Park, Jinsoo;Jang, Taek Soo
    • Journal of Ocean Engineering and Technology
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    • v.31 no.5
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    • pp.346-351
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    • 2017
  • The aim of this paper is to apply the Crowhurst-Zhenquan scheme to one-dimensional Madsen-Sørensen extended Boussinesq equations. In order to verify the application of the aforementioned scheme, the propagation of solitary waves was simulated for two different cases of submarine topography; e.g., a plane beach and submerged breakwater. The simulated results are compared to the results of recent studies and show favorable agreement. The behavior of progressive waves is also investigated.

Development of Finite Element Method for the Extended Boussinesq Equations (확장형 Boussinesq 방정식의 유한요소모형 개발)

  • Woo, Seung-Buhm;Choi, Young-Kwang;Yoon, Byung-Il
    • The Sea:JOURNAL OF THE KOREAN SOCIETY OF OCEANOGRAPHY
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    • v.12 no.3
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    • pp.133-141
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    • 2007
  • A finite element model is developed for the extended Boussinesq equations that is capable of simulating the dynamics of long and short waves. Galerkin weighted residual method and the introduction of auxiliary variables for 3rd spatial derivative terms in the governing equations are used for the model development. The Adams-Bashforth-Moulton Predictor Corrector scheme is used as a time integration scheme for the extended Boussinesq finite element model so that the truncation error would not produce any non-physical dispersion or dissipation. This developed model is applied to the problems of solitary wave propagation. Predicted results is compared to available analytical solutions and laboratory measurements. A good agreement is observed.

Development of nearshore sediment transport numerical model based on GPU engine (GPU 엔진 기반 연안의 실시간 유사이송 수치모형 개발)

  • Noh, Junsu;Son, Sangyoung
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2022.05a
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    • pp.177-177
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    • 2022
  • 기후변화 및 해안 구조물의 증가 등 여러 원인이 연안침식 및 해안선 변화와 같은 연안의 지형변화를 가속하고 있다. 빠르게 변화하는 연안의 지형변화예측 및 대응책 강구를 위해서는 연안의 유사이송 현상에 대한 신속한 예측이 필요하다. 본 연구에서는 GPU 엔진 기반 파랑해석모형인 Celeris Advent를 활용하여 실시간으로 연안의 유사이송 모의가 가능한 수치모형을 개발하였다. Celeris Advent는 GPU의 병렬코어를 활용해 실시간 연산과 GUI를 통한 사용자와의 실시간 상호작용이 가능한 모형이다. 지배방정식은 확장형 Boussinesq 방정식에 유사이송방정식을 양방향 결합하여 구성하였고, 지배방정식에는 하이브리드 유한체적-유한차분 수치기법을 적용하여 이송항은 유한체적법(Kurganov & Petrova, 2007), 소스항은 유한차분법을 통해 이산화하여 해석한다. 유사이송방정식은 수심적분형 이송확산방정식에 침식 및 퇴적 플럭스를 반영하는 소스항을 결합하여, 이송항 및 확산항을 통해 유사의 이송/확산을 고려함과 동시에 소스항을 통해 하상과의 상호작용을 고려하였다.

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