• 제목/요약/키워드: Boussinesq Equation

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반복상재하중에 의해 모형벽체에 작용하는 토압(I) (Earth Pressure Acting on the Model Wall due to Repeating Surcharge Load(I))

  • 전용백
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제5권1호
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    • pp.65-74
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    • 2002
  • This paper intends to investigate such effects through experiments. The contents of the investigation are effects of position of repeated loading and unloading, passing frequency. For the purpose of the investigation an experimental load-deflection system is developed and the system is possible to measure deflection of the wall and earth pressure due to different size of strip loading and cyclic loading. The findings from the experiments are as follows: 1. As repeated loading approaches to the wall, the measured horizontal residual earth pressure agrees well with Rowe's empirical formula, while as the loading is far from the wall the earth pressure consists with Boussinesq's and Spangler's formulas. Also it is found that below 0.6m depth from ground surface the effects of repeated loading can be nearly neglected. 2. From comparison analyses of earth pressure theories and experimental results, a reagression equation is suggested herein, and earth pressure at any depth and maximum earth pressure due to cyclic loading can be estimated from the equation.

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$180^{\circ}$곡관을 갖는 정사각 단면 덕트에서의 란류류동 해석 (Analysis of Turbulent Flow in a Square Duct with a $180^{\circ}$ Bend)

  • ;김명호;문찬;최영돈
    • 대한기계학회논문집
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    • 제12권3호
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    • pp.607-621
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    • 1988
  • 본 연구에서는 미세격자구역에서 속도에 관한 모든 운송방정식(transport equation)과 압력방정식을 푸는 완전미세격자법을 채택하였고 거친 격자구역에서는 K, $\varepsilon$ 방정식모델과 Boussinesq의 난류모델로 과점성계수를 구하는 방법 대신 레이놀 즈응력을 대수식으로 직접 구하는 대수응력모델(algebraic stress model, ASM)을 사용하여 해석하였다.

불규칙파.흐름 공존장에서 파랑변동특성 (The Characteristic of Wave Propagation in the Irregular Wave-current field)

  • 이창호;김헌태;류청로;이인철
    • 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.

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태풍 내습 시의 고파 재현성 개선방안 연구 (A Study on the Methods to Improve High-Wave Reproducibility during Typhoon)

  • 백종대;류경호;이종인;정원무;장연식
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제34권6호
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    • pp.177-187
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    • 2022
  • 본 연구는 2020년 해양수산부에서 제시한 개정된 천해설계파 추산방법인 바람장을 이용하여 부산항 신항을 대상으로 태풍 내습 시 설계파를 추산하고 파랑 관측자료와의 검증을 통해서 신뢰할 수 있는 천해설계파 산출방법을 제안하였다. 부산항 신항에 영향을 미친 태풍에 대해서 현업에서 일반적으로 많이 사용하고 있는 태풍 바람장과 SWAN 수치모델을 이용하여 태풍파를 추산한 결과 태풍 KONG-REY(1825), MAYSAK(2009)을 제외하고 재현성이 불량한 것으로 나타났다. 특히 부산항 신항에 가장 크게 영향을 미쳤던 태풍 MAEMI(0314)의 경우 최대유의 파고가 파랑 관측치에 비해서 약 35.0% 작게 추산되었다. 이에 바람장을 보정한 방법과 Boussinesq 방정식 수치모델을 이용하는 방법을 각각 적용하여 태풍파 재현성 개선방안을 검토하였다. 검토결과 바람장을 보정한 경우는 바람장 보정전과 동일하게 재현성이 떨어지는 것으로 나타났으나, 바람장 자료와 SWAN 모델 실험결과 그리고 Bou ssinesq 수치모델을 연계하는 방법으로 태풍 MAEMI(0314) 내습 시 태풍파를 추산한 결과 파랑 관측치와 최대유의파고가 유사하게 나타나 재현성이 양호한 것으로 검토되었다.

직교류에서 난류제트로 유입되는 유량에 관한 고찰 (Characteristics of an Entrainment into the Turbulent Buoyant Jet in a Cross Flow)

  • 김형민;김은필
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제23권3호
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    • pp.342-351
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    • 1999
  • A jet injected normally into a cross flow has been found to have the cross section of a horseshoe shape. It occurs by a twin vortex motion in the region downstream of the jet injection. Such a flow is inherently and highly three-dimensional and numerical calculations should play an important role. The three-dimensional momentum equations with buoyancy effect and energy equation are solved to obtain the velocity distributions, center-line trajectories, cross sectional shape and entrainment. The density difference is sufficiently small, so that the Boussinesq approximation is considered to be valid. The SIMPLE algorithm is applied in a staggered grid system of a calculational domain for the numerical method.

ERROR ESTIMATES FOR THE FULLY DISCRETE STABILIZED GAUGE-UZAWA METHOD -PART I: THE NAVIER-STOKES EQUATIONS

  • Pyo, Jae-Hong
    • Korean Journal of Mathematics
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    • 제21권2호
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    • pp.125-150
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    • 2013
  • The stabilized Gauge-Uzawa method (SGUM), which is a second order projection type algorithm to solve the time-dependent Navier-Stokes equations, has been newly constructed in 2013 Pyo's paper. The accuracy of SGUM has been proved only for time discrete scheme in the same paper, but it is crucial to study for fully discrete scheme, because the numerical errors depend on discretizations for both space and time, and because discrete spaces between velocity and pressure can not be chosen arbitrary. In this paper, we find out properties of the fully discrete SGUM and estimate its errors and stability to solve the evolution Navier-Stokes equations. The main difficulty in this estimation arises from losing some cancellation laws due to failing divergence free condition of the discrete velocity function. This result will be extended to Boussinesq equations in the continuous research (part II) and is essential in the study of part II.

유한차분 도식에 따른 건물 계단통에서의 3차원 부력 난류유동 수치해석 (Numerical analysis of 3-dimensional buoyant turbulent flow in a stairwell model with three different finite differencing schemes)

  • 명현국
    • 설비공학논문집
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    • 제11권1호
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    • pp.73-80
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    • 1999
  • This paper describes a numerical study of three-dimensional buoyant turbulent flow in a stairwell model with three convective differencing schemes, which include the upwind differencing scheme, the hybrid scheme and QUICK scheme. The Reynolds-averaged Navier-Stokes and energy equations are solved with a two-equation turbulence model. The Boussinesq approximation is used to model buoyancy terms in the governing equations. Three-dimensional predictions of the velocity and temperature fields are presented and are compared with experimental data. Three-dimensional simulations with each scheme have predicted the overall features of the flow fairly satisfactorily. A better agreement with experimental is achieved with QUICK scheme.

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흐름과 장파에 의해 발생하는 난류 및 수송모의를 위한 수심적분형 모형 (Depth-Integrated Models for Turbulent Flow and Transport by Long Wave and Current)

  • 김대홍;패트릭 라이��
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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    • pp.546-550
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    • 2010
  • 흐름과 장파에 의하여 발생되는 난류의 subgrid scale mixing effects를 고려할 수 있는 수심적분형 모형(depth-integrated model)을 제시하였다. 완전비선형의 수심적분형 모형은 약분산(weakly dispersive) 환경에서 흐름의 회전성(rotational)을 고려하도록 perturbation approach를 이용하여 유도되었다. 동일한 방법을 이용하여 수심적분형 이송확산방정식(depth-integrated scalar transport equation)을 유도하였다. 방정식은 4차정확도의 유한체적기법을 이용하여 해석하였으며, 다양한 혼합양상을 보이는 흐름에 대한 수치모의를 수행하였다.

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대도시 복합유역의 지표 및 지표하 유출해석기법 개발 (I)- 이론 및 모듈의 개발 - (A Development of Method for Surface and Subsurface Runoff Analysis in Urban Composite Watershed (I) - Theory and Development of Module -)

  • 곽창재;이재준
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제45권1호
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    • pp.39-52
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    • 2012
  • 유역내에서 발생하는 유출은 지표 유출과 지표하 유출이 있으며, 서로 상호작용 상태를 유지하게 된다. 일반적으로 지표와 지표하 둘 중 한 가지 알고리즘으로 해석이 힘든 유역에 대해 지표와 지표하 사이의 동적인 관계를 상세하게 모의해야 하는 경우 상호작용에 관한 요소를 고려하여야 한다. 동적인 상호작용 시스템의 구동에서는 시 공간적인 매개변수가 중요하며, 적절한 모의를 위해시 공간적인 매개변수는 시스템 상에서 지표와 지표하 항에 대한 복합적인 메카니즘으로 구성되어야 한다. 본 연구에서는 이러한 지표 및 지표하 유출의상호작용에 관한 알고리즘을 위해 2차원 확산파 방정식을 이용하여 지표 유출을 해석하고, Darcy의 법칙과 Dupuit-Forchheimer의 가정을 이용한 Boussinesq 방정식을 적용하여 포화상태의 지표하 유출의 알고리즘을 구성하였다. 커플링 방정식으로 공간에 대해서는 유한체적법을 사용하고, 시간에 대해서는 Crank-Nicolson 방법을 이용하였으며, 지표와 지표하 흐름의 상호작용에 대해서는 질량보존의 법칙에 기반하여 구성하였다. 이상의 과정을 통하여 지표 유출해석, 지표하 유출해석, 상호작용, 수치해석 부분의 4가지 주요 모듈을 만들었으며, 4가지 주요 모듈을 통합하여 복합유역의 지표 및 지표하 유출해석 모듈을 개발하였다.

부시네스크 식을 이용한 인접 센서 데이터 추세 분석 기반 손망실 계측 센서 데이터 추정 기법 (Lost measurement sensor data estimation technology based on trend analysis of adjacent sensors using Boussinesq equation)

  • 최상일;심승보;공석민;이성원
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제23권4호
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    • pp.221-232
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    • 2021
  • 유지관리에 활용되는 계측 센서들은 교통 수단 통행 및 강우와 같은 다양한 환경적인 요인에 지속적으로 노출됨으로써 손망실 가능성이 점차 증가하게 된다. 관련 연구에 따르면, 국내 지하철 터널 유지관리 계측 센서는 설치 후 약 5~6년이 경과한 상태에서 평균 14.2~14.8%의 손망실율을 보이고, 국외의 경우에는 동일 기준 약 13.9%로 국내외 평균 15%의 유지관리 계측 센서가 5~6년이 지난 후 정상적인 계측 값을 제공하지 못한다는 것을 알 수 있다. 원활한 유지관리를 위해서는 손망실 계측 센서에 대한 보수 및 교체를 통해 해당 계측 데이터를 확보해야 하지만, 일부 손망실된 계측 센서의 경우에는 설치 후 매립되어 유지보수 비용에 단순한 장비 구입만이 아닌 재시공까지 포함되는 등 계측 센서 보수에는 많은 시간 및 비용이 소요되고 이로 인한 지속적인 데이터 손실이 발생한다. 따라서 본 논문에서는 손망실 계측 센서의 보수 및 교체 기간 동안 일시적으로 손실되는 데이터를 추정치로서 보완하여 끊김 없는 인프라 유지관리를 지원할 수 있는 인접 센서 데이터 추세 분석 기반 손망실 계측 센서 데이터 추정 기법을 제안한다.