• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.22 no.1
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• pp.47-57
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• 2010

Subgrid scale stabilization method is applied to Woo and Liu(2004)'s extended Boussinesq FEM numerical model to eliminate the 2dx wiggles. In order to optimize the computational efficiency, Hessian operator is introduced and the matrix of velocity vector is combined to one matrix for solving matrix equations. The mass lumping technique is also applied to the matrix equations of auxiliary variables. The newly developed code is applied to simulate Vincent and Briggs(1989)' wave transformation experiments and the results show that the numerical solution is almost wiggle-free and it matches very well with experimental data. Due to improvement of computational efficiency and wiggle reduction, it is plausible to apply this model to a realistic problem such as harbor oscillation problems.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.2130-2134
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• 2007

선형 Boussinesq 형태의 파동방정식을 지배방정식으로 사용하는 능동적인 분산보정 지진해일 전파 유한 차분모형의 정확도를 향상시키기 위한 새로운 동시격자접속기법을 개발하였다. 이 격자접속기법은 공간에 대해 3차 보간식을 사용하므로 짧은 파에 대해서 보간에 따른 오차를 최소화할 수 있고, 시간에 대해 2차 보간식을 사용하기 때문에 기존 기법에 비해 더 정확한 값을 얻을 수 있다. 개발된 격자접속기법의 정확성을 평가하기 위해 수중 원형천퇴상을 전파하는 Gaussian 형상의 가상지진에 대해 격자접속기법을 적용하지 않고 계산한 결과와 격자접속기법을 적용하여 계산한 결과를 FUNWAVE에 포함되어 있는 선형화된 Boussinesq방정식에 의해 계산된 수치해와 비교하였다. 그 결과 개발된 동시격자접속기법의 우수함이 검증되었다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.13 no.4
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• pp.296-308
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• 2001

A fully nonlinear Boussinesq equation of Wei et al. is finite differenced by Adams predictor-corrector method. A spatially distributed source function and sponge layers are used to reduce the reflected waves in the domain and wale breaking mechanism is included in the equation. The generated waves are found to be good and the corresponding wale heights are very close to the target values. The shoaling of solitary wave and transformation of regular wave over submerged shelf were simulated successfully. The characteristics of breaking mechanism was identified through the numerical experiment and the results of two dimensional wave propagation test over the spherical shoal showed the importance of nonlinear wave model.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.20 no.9
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• pp.5-15
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• 2004

It is worthwhile to verify the vertical stress distribution in soil mass for rigorous design of foundation. A series of laboratory model tests were performed to investigate the Boussinesq's theory on vertical stress increment in sandy soil mass caused by surface loading. The test results were also compared with Boussinesq's theoretical values. The Boussinesq's theoretical values were always smaller than test results under the footing regardless of depth. Outside of the footing the values were larger than the measured stress at the depth of just footing width. The theory and the test showed similar results when the depth reached two and three times the footing width. The vertical stress decreased as the applied load increased. These trends were confirmed to be valid for the considered range of the relative density of sand and/or the width of footing. More accurate values can be acquired by correcting the theoretical values using these results when Boussinesq's theory is used.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.469-469
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• 2016

본 연구에서는 지진해일 모의결과를 바탕으로 하여 지진해일모형 결과에 민감하게 작용할 수 있는 다양한 입력조건을 분석하였다. 우선 2004년 인도양 지진해일 모의를 위하여 다중격자체계를 갖추고 있는 COMCOT모형과 수심적분된 Boussinesq모형의 결합모형을 사용하였으며, 근해역에 지진해일 충격 및 피해산정 결과에 유효한 영향을 주는 입력인자를 파악하기 위하여 4가지의 시나리오를 설정하였다. 각 시나리오에서는 3개의 서로 다른 독립인자가 포함되었으며 이들은 배타적으로 결정되어 최소한의 시나리오로 다양한 분석이 가능하도록 하였다. 즉, 시나리오 1에서는 지진해일의 초기수면상태를 산정하기 위한 간략화된 단층모형을 적용하였고, 이 때 바닥마찰에 대한 고려는 배제되었다. 시나리오 2에서는 시나리오 1과 모든 조건은 동일하게 하였으나 유한단층 모형을 통해 초기수면상태를 산정하도록 하였다. 이처럼 유사하게 시나리오 3에서는 복잡한 지형 특성을 나타내는 몰디브 지역의 보다 정확한 해석을 위하여 몰디브 지역의 상세격자망을 추가적으로 다중격자체계에 포함시켰다. 마지막으로 바닥마찰항에 대한 민감도를 분석하기 위하여 시나리오 4에서는 바닥마찰항에 대한 고려를 포함시켰다. 또한, 4가지 시나리오 외에 결합모형의 성능을 평가하기 위하여, COMCOT모형만을 사용하는 시나리오를 추가적으로 설정하였다. 즉, 시나리오 1과 모든 조건은 동일하되 COMCOT모형만을 사용하도록 하였다. 설정된 조건에 따른 수치모의 결과, 지진해일 내습에 따른 해수위 변화는 각 시나리오별로 큰 차이를 보이지 않았으나, Boussinesq모형에 의한 지진해일의 동수역학적 거동은 COMCOT모형을 사용한 결과와 유의한 차이를 보였으며, 특히 파랑에 기인한 난류적 거동은 극명한 대조를 이루었다. 따라서, 본 연구결과를 통해 향후 파랑에 기인한 난류적 거동의 정확모의를 위해 수치해석에 따른 확산오차 및 바닥마찰항에 대한 면밀한 연구가 필요함을 시사하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Coastal and Ocean Engineers Conference
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• 2003.08a
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• pp.240-244
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• 2003

파랑의 변형 가운데 천수, 굴절, 회절, 반사를 예측하는 수학적 모형은 크게 두 가지 유형으로 나눌 수 있는데, 첫 번째로 파형경사인 ha(k：파수. $\alpha$：진폭)를 비선형의 매개변수로 하는 Stokes 파랑식이 있고, 두 번째로 상대파고인 $\alpha$/h를 비선형의 매개변수로 하고 상대수심인 kh를 분산성의 매개변수로 하는 천수방정식(Shallow water equation)이 있다. 파랑의 변형 가운데 천수, 굴절만을 예측하고 회절, 반사를 예측하지 못하는 수학적 모형으로는 에너지 이송방정식이 있다. (중략)

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.19 no.2
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• pp.136-145
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• 2007

When waves propagating over an underwater shoal break at the top of the shoal, wave heights are drastically decreased in the downstream breaking zone, but a secondary current shooting downstream with strong velocity can be induced by the breaking waves themselves. In the case that an offshore structure is placed in the breaking zone, the estimation of wave farce purely based on the visible wave height may cause an under-design of the structure. Thus, for the safe design of the structure, the breaking wave induced current should be necessarily considered in the comprehensive estimation of design load. In the present study, Boussinesq equation model to calculate the wave height distribution and breaking wave induced current was set up and applied to the scheme of a hydraulic model test previously undertaken. Based on the results of the Boussinesq model, fluid forces acting on the model structure were calculated and compared with the experimental results. The importance of the breaking wave induced current was quantitatively assessed by comparing fluid forces with or without current.

• Proceedings of the Korean Society of Coastal and Ocean Engineers Conference
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• 2004.08a
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• pp.310-319
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• 2004

• Proceedings of the Korean Society of Coastal and Ocean Engineers Conference
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• 1998.09a
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• pp.72-77
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• 1998

해안에서 인류에게 기쁨과 동시에 슬픔을 안겨주는 자연현상으로 파랑의 역동적인 거동을 들 수 있겠다. 이러한 파랑의 거동에 대한 물리적인 규명은 지금까지도 계속 연구되고 있는 주제로서 파랑의 거동을 가장 정확하게 규명하는 수학적인 모형중의 하나는 Boussinesq 방정식이라고 사료된다 이는 천해에서 파랑 상호간의 비선형성과 불규칙성을 대체로 정확히 규명할 수 있다. (중략)

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• v.1 no.1
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• pp.1-7
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• 2014

In this study, a numerical simulation technique for coastal area where wave and current interactions are observed is proposed. Considering the spatial scale of coastal area and the coastal processes such as wave, current, shoaling, wave breaking, and inundation processes, boussinesq equation model is used. A depth-integrated transport model based on the consistent assumption with the boussinesq equation model is used for the prediction of solute transport. To solve the equations, finite volume method with an approximate riemann solver is used. The proposed model is applied to a coastal area and reasonable computational results are obtained.