• Ocean Systems Engineering
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• 제13권4호
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• pp.325-347
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• 2023

The present work investigates the wave generation and propagation in a 2-D wave flume to assess the effect of wave reflection for varying beach slopes by using a numerical tool based on computational fluid dynamics. At first, a numerical wave flume (NWF) is created with different mesh sizes to select the optimum mesh size for time efficient simulation. In addition, different beach slope conditions are introduced such as 1:3, 1:5 and numerical beach at the far end of the NWF to optimize the wave reflection solutions. In addition, several parameters are analysed in order to optimize the solutions. The developed numerical model and its key findings are compared with analytical and experimental surface elevation results and it reveals a good correlation. Finally, the recommended numerical solutions are validated with the experimental findings.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권1B호
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• pp.89-100
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• 2010

본 연구에서는 고파랑의 단주기파랑과 고립파를 동시에 저감시키기 위한 저감공으로 단주기파랑에 대해 기연구개발된 공진장치를 기설의 방파제 항구부에 부착하는 공법을 검토하였다. 이와 같은 저감공은 공진현상으로부터 단주기파랑의 입사에너지를 포획하여 기설의 방파제 배후로 전달되는 파랑에너지를 저감시키는 특성을 갖는다. 수치해석에 있어서 단주기파랑에 대해서는 연직선Green함수에 기초한 특이점분포법을, 고립파에 대해서는 3차원수치파동수로를 이용하는 3차원혼상류해석법을 각각 적용하였고, 기존의 수치해석결과 및 실험결과와 비교 분석하여 본 수치해석법의 타당성을 검증하였다. 이로부터 공진장치가 없는 경우와 대비 검토하여 단주기파랑 및 고립파의 제어에 대한 공진장치의 제어능을 다각도로 검토한 결과, 그의 유효성을 충분히 확인할 수 있었다. 그리고, 제어대상의 고립파에 대해 공진장치의 최적치수가 존재한다는 사실을 확인할 수 있었다.

• 한국항만학회지
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• 제10권1호
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• pp.53-61
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• 1996

This paper describes the effect of wave control using submerged flat plate by the numerical calculation and the hydraulic model test. The boundary element method is used to develop a numerical solution for the flow field caused by monochromatic oblique waves incident upon an infinitely long, sumerged flat plate situated in arbitrary water depth. The effect of wave blocking is examined according to the change of length, submerged depth of flat plate and incident angles. Numerical results show that longer length, shallower submergence of flat plate and larger incident angles enhance the effect of wave blocking. To validate numerical analysis method, hydraulic model test was conducted in 2-D wave flume with 60 cm metal sheet. Reflected waves are extracted from water surface elevation in front of the location of a submerged plate by least square method with 3 wave gages. From comparing experimental results with numerical results, efficiency of numerical analysis method by this study could be confirmed well within wide ranges of wave frequencies.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.203-214
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• 2010

본 연구에서는 단주기파랑과 고립파를 동시에 저감시키기 위해 Bragg공진현상으로부터 입사파랑에너지를 포획하여 배후로 전달되는 파랑에너지의 저감을 도모할 수 있는 2열 불투과성 사각형 잠제(이하에서는 2열잠제로 칭함)의 파랑제어능을 수치적으로 검토하였다. 단주기파랑에 대해서는 Green공식에 기초한 경계적분방정식법을, 고립파에 대해서는 3차원수치파동수로를 이용하는 3차원혼상류해석법을 각각 적용하였고, 기존의 수치해석결과 및 고립파의 특성과 비교·분석하여 본 수치해석법의 타당성을 검증하였다. 이로부터 단주기파랑의 제어에 있어서 최소반사율을 나타내는 2열잠제의 조건을 검토하였고, 고립파에 대해서는 2열잠제의 천단고, 천단폭, 이격거리 및 입사파고 등을 변화시켜 1열 불투과성 사각형 잠제(이하에서는 1열잠제로 칭함)에 의한 결과와의 대비를 통하여 고립파의 3차원파랑제어특성을 검토하였다. 수치해석결과는 1열잠제보다 단면적이 훨씬 적은(천단고는 동일함) 2열잠제가 단주기파랑 및 고립파를 훨씬 효율적으로 제어하며, 특히 본 연구의 조건하에서 2열잠제의 경우가 1열잠제에 비해 약 58%정도의 부가적인 파고저감효과를 나타내었다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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• pp.196-203
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• 2000

In this study, the evaluation method of diffusion characteristics of Suspended Soli&SS) and the generation limit(source and thick) are investigated, which is significantly affecting on marine examined by construction works such as dredging and reclamation. Dispersion characteristics of SS is examined by hydraulic tests and numerical works in consideration with the Pusan Port. Hydraulic model test was performed in 2-D wave flume to find the limit wave conditon of re-suspension of solid as well as the time dependent characteristics of settlement The results obtainded in the study are as follows; 1) The quantituative evaluation af SS is the basic parameter of marine environmental impact assessment in related with the port development The SS increases as the water content of sea bed solid increases and the density decreases. 2) The sea bed solid in Sinsundai area, Pusan Port has the water content range of 83~157% 3) The ratio of suspension velocity against settlement velocity is about 0.25 and SS concentration converges as the wave heigh. 4) The SS increases 2 time when time step increases 3 time(10 sec to 30 sec) in numerical simulation It means that the effect of the time step should be checked in detail to stable. The diffusion The diffusion coefficient are Affiected senstively in the dispersion process while sea ved friction coefficinet have not strong relation in the simulated area

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제27권1호
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• pp.38-49
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• 2015

지진해일에 대한 기존의 연구는 이차원 Boussinesq 모형과 Solitary wave에 기초한 수치해석이 그 주류를 이룬다. 최근 Solitary wave에 의한 처오름 높이가 관측치를 하회한다는 인식에 기초하여 지진해일 내습전 해안선이 전진하는 현상의 모의가 가능한 Leading Depression N (LDN) Wave가 제시되었으며 이에 기초하는 경우 보다 정확한 모의가 가능한 것으로 보고된 바 있다. 이러한 성과에도 불구하고 수리모형 실험의 경우 안정적인 Leading Depression N (LDN) Wave의 구현에 상당한 어려움을 겪어왔다. 이러한 이차원 Boussinesq 모형과 삼차원 수리모형 실험에서의 상충된 결과는 이차원 Boussinesq 계열 파랑 모형 유도과정에서 수행되는 파랑의 비선형성과 분산성이 균형을 이룬다는 가정과 이로 인해 다소 과소하게 평가된 분산성에 기인하는 것으로 판단된다. 이러한 인식에 기초하여 본고에서는 삼차원 수치수조에서 비교적 안정적인 LDN 파형의 조파가 가능한 수정 조파기법과 Navier Stoke 파랑모형에 기초하여 Hybrid Breaker의 지진해일에 의한 처오름 저감효과를 수치 해석하였다. 파랑모형의 검증은 불규칙 파랑을 대상으로 기 수행된 수리모형 실험결과를 토대로 진행되었으며, 그 결과 비교적 근접한 처오름 높이를 얻을 수 있었다. 세 개의 유수실과 전면 경사면으로 구성된 Hybrid Breaker의 경우 일반 경사제에 비해 H = 5m의 경우 약 13%, H = 6 m의 경우 10%정도의 처오름 저감 효과를 지니는 것으로 모의되었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제10권3호
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• pp.173-180
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• 2007

파력에너지 변환을 위해 설계된 착저식 진동수주형 공기실 내의 파진폭 변화를 우리나라 연안의 특징적인 파랑 조건을 적용하여 조사하였다. 진동수주형 공기실의 형상인자가 파력에너지 변환에 미치는 영향을 파력에너지의 흡수 효율 관점에서 분석하였다. 실험적 및 수치적 접근법을 함께 사용하여 그 결과들을 상호 비교하였으며, 주어진 파랑 분포 하에서 파력에너지 흡수가 최대가 되는 형상인자들의 최적화를 목적으로 연구가 수행되었다. 실험은 공기실의 이차적원 형상을 가정하여 이차원 조파수조에서 실시되었으며, 수치적 해석은 공기실 내에서는 변동하는 공기압을 고려할 수 있도록 Rankine Green 함수를 적용하고 공기실 밖에서는 Kelvin Green 함수를 적용하는 합성 적분방정식에 기초하여 수행되었다. 공기실 상부의 덕트 직경, 공기실 폭, 공기실 전면벽 및 후면벽의 깊이는 흡수되는 파력에너지의 크기와 정점 주기를 민감하게 변화시키는 주요한 형상인자들임을 확인하였다.