• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.1-13
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• 2008

본 연구에서는 복수의 대형 연직 주상구조물을 중심으로 구조물에 작용하는 비선형파력과 구조물에 의한 비선형파랑변형을 검토하며, 수치해석의 이론으로 쇄파나 강비선형 파랑을 고정도로 해석할 수 있는 Navier-Stokes방정식에 근거한 3차원 VOF(Volume Of Fluid)법을 적용하였다. 본 수치해석의 타당성을 검증하기 위해 파랑변형과 파력에 대한 기존의 수리실험결과와 본 수치해석결과를 비교 검토하였으며, 이로부터 2기로 구성된 임의형상의 연직 주상구조물에 대해 구조물 형상, 구조물 배치간격, 파의 입사각도 변화에 따른 파력과 파랑변형의 특성을 논하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제21권2호
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• pp.12-21
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• 2007

As the economy grows and the population increases, we need to develop our coastal area and make use of it for various purposes. Specifically, investigation of the wave interactions on and around the vertical cylinders is very important in the design of the offshore or coastal structures. The nonlinear potential analysis developed so far, although very useful, has been found to be limited in application, as strong nonlinear waves generated by the interference between multilayered cylinders and wave impact forces by breaking waves can hardly be estimated. In this study, using a 3-Dimensional volume tracking method VOF(Volume of Fluid), based on Namer-Stokes equations, was developed to simulate highly nonlinear effects, such as breaking waves at the interface or complicated interference waves among structures. A numerical method for nonlinear interaction wave and vertical cylinders is newly proposed. The wave forces and wave transformations computed by the newly proposed numerical simulation method were compared to the other researcher's experimental results, and the results agree well. Based on the validation of this study, this numerical method is applied to the two vertical cylinders to discuss their nonlinear wave forces and wave transformations, according to the variations of separate distance of vertical cylinders.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2006년 창립20주년기념 정기학술대회 및 국제워크샵
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• pp.377-381
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• 2006

Recently, as economy grow and population increase we need to develop our coastal area and make good use of it for various purposes. That's why large structures are being installed on the sea. Some samples are petroleum storage tanks, pier of sea bridges. These are large structures which have been installed at coastal area. When we design such vertical cylinder, we should avoid too much construction expense caused by excessive designing or by lack of sufficient design. In order to prevent excessive expenditure, it is important to correctly calculate the force of waves acting on structures and predict the wave transformation. In this study, apply to VOF method based on Navier-Stokes equation and then discussed that nonlinear wave force and wave transformation. A comparison between the numerical model and existing experimental results showed nice agreement among them.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권6호
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• pp.750-757
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• 2016

본 연구에서는 파 주기와 기울기에 따른 단일 실린더와 다중 실린더의 wave run-up을 추정하였다. 3차원 비압축성 점성 난류 유동이며 서로 다른 상을 가지는 이상유체에 대한 수치해석을 수행하기 위하여, 본 연구에서는 전산 유체 역학 상용코드인 "STAR-CCM+"을 기반으로 하여 VOF기법과 realizable $k-{\varepsilon}$ 난류 모델을 사용하였다. 모델스케일에 대한 파 주기는 단일 실린더의 경우 1.269초와 1.692초이고, 다중 실린더의 경우 1.716초이다. 각 케이스 별로 1/30, 1/16의 파 기울기를 가진다. 최종적으로 파 기울기와 주기에 대한 wave run-up 추정 결과는 관련 실험 결과와 비교하였다. 수치해석 결과는 실험과 비교하여 정성적으로 유사함을 확인하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.248-257
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• 2011

본 연구에서는 규칙파동장에 있어서 인장계류된 원형부유체의 파랑응답해석에 2차원 Navier-Stokes solver에 기초한 새로운 수치파동수조모델을 제안하였다. 본 수치파동수조모델에서는 이동구조물과 유체와의 상호작용을 해석하기 위하여 직각좌표계에서 임의형상의 불투과경계를 갖는 구조물과 유체와의 연성해석이 가능한 IBM(Immersed Boundary Method)과 자유수면 추적을 위한 VOF(Volume of Fluid)법을 결합하였다. 부유체운동에 대한 수치결과를 기존의 FAVOR(Fractional Area Volume Obstacle Representation)법에 의한 계산결과 및 수리실험과 비교하였다. 게다가, 수치모델의 보다 자세한 검증을 위하여 원형부유체의 동요 및 자유수면변동에 관한 수리모형을 추가로 실시하였고, 제안된 수치모델의 범용성과 타당성을 검증하기 위하여 직사각형부유체에 대한 수치 및 수리실험도 병행하였다. 이로부터 추정된 수치계산결과는 실험결과를 잘 재현하고 있는 것으로 판단되었다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제15권3호
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• pp.151-158
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• 2003

잠제 주변의 유속장과 와의 발생에 대한 이해는 잠제의 소파메커니즘과 표사 및 구조물의 안정과 관련하여 중요한 기초자료로 활용될 수 있다. 본 연구에서는 일정한 경사수역에 설치된 불투과잠제 주변의 유속장의 해석과 와(vortex)서 발생을 수치적으로 모의하기 위해 자유수면의 추적기법인 VOF법에 기초하고 있는 김 등(2001, 2002)이 제안한 2차원 수치파동수로를 이용하였다. 특히, 잠제 주변의 정상류의 해석을 통해 잠제의 기하형상 및 파랑의 입사조건에 따른 와의 발생형태를 고찰하였다. 수치모의 결과 잠제 전면에서는 반시계 방향의 와가 발생하였고 잠제 후면에서는 시계방향의 와가 발생하였으며 와의 크기는 입사파고와 주기에 가장 민감하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제16권3호
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• pp.121-129
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• 2004

최근 입사하는 파랑으로부터 해역을 보호하기 위해 다양한 형태의 해안구조물이 건설되어 왔다. 그 중에서 잠제는 경관성, 시공성, 환경성 측면의 우수한 장점 때문에 소파 및 표사제어 구조물로 폭넓게 사용되고 있다. 본 연구에서는 불규칙파동장에 설치된 VOF법에 기초한 2차원 수치파동수로를 적용하여 투과성잠제 배후에서 파랑에너지 변화특성과 전달율에 대하여 수치적으로 검토하였다. 주파수스펙트럼 해석결과로부터 쇄파가 발생한 경우 일렬 투과성잠제는 스펙트럼 피크가 단주기 쪽으로 이동하였으며, 이열 투과성잠제는 전 주기대에 걸쳐 파랑 에너지가 고르게 분포하고 있었다. 쇄파가 발생하지 않은 경우 투과성잠제 배후에서의 스펙트럼 피크는 유의주기대에서 나타나고 있었다. 투과율의 해석결과로부터 쇄파가 발생한 경우보다 쇄파가 발생하지 않은 경우에 투과성잠제 배후로 상당량의 파랑에너지가 전달되는 것을 확인할 수 있었다.