• 제목/요약/키워드: CADMAS-Surf

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BEM-CADMAS-SURF 결합해석법에 기초한 수치조파수조의 응용 (Application based on the strictly combined method of BEM and CADMAS-SURF)

  • 김상호;야마시로마사루;요시다아키노리;신승호;홍기용
    • 한국항해항만학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.65-70
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    • 2009
  • 대수심의 유체운동을 포텐셜 운동으로 가정하여 자유수면의 거동을 신속히 해석하는 BEM 해석법과 구조물 근방에서 유체의 자유 수면 변화를 계산하기 위하여 NS방정식의 해석으로 CADMAS-SURF 기법을 결합하여 하이브리드 수치기법을 개발하였다. 하이브리드 해석법에서는 반사파를 고려해야 할 넓은 영역에서, 대수심의 영역은 BEM이, 천수역은 CADMAS-SURF가 계산하게 된다. 특히, 하이브리드 모델은 장시간에 걸친 불규칙파의 운동에 대해서는 단독의 CADMAS-SURF을 이용한 계산에 비해 거의 동일한 정확도로 월등히 신속하게 계산할 수 있다. 본 연구에서는 완경사 해저면을 가진 넓은 해역에서, 호안구조물에 내습하는 파랑의 처오름과 월파와 같은 강비선형 파랑장 계산에 결합해석모델을 적용하였다. 계산결과는 각각 토요시마(풍도(豊島))의 규칙과 처오름 실험과 고다(합전(合田))가 제안한 불규칙파의 월파량 산정도와 비교하였다.

투과성 해안구조물의 Wave Run-up에 대한 CADMAS-SURF의 적용 (An Application of CADMAS-SURF to the Wave run-up in Permeable Coastal Structures)

  • 윤한삼;차종호;강윤구
    • 한국해양공학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.49-55
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    • 2005
  • We constructed and demonstrated a numerical CADMAS-SURF(V4.0) model that reproduces the wave run-up characteristics on the slope of coastal structures and applied it to a permeable coastal structure. We also compared the numerical model with published experimental results on the hydrodynamic phenomena of structures and some numerical results for a modified Pbreak model. In conclusion, the CADMAS-SURF model efficiently simulated wave run-up on the slope of a permeable coastal structure. The inflow/outflow effects from the porous structure boundary were approximately $15\%$ more than with the modified Pbreak model. Nevertheless, the descriptions of the internal hydraulic characteristics still could not be full!! exacted from the result(Fig. 1 참조)s obtained in our model experiment.

CADMAS-SURF에 의한 단파의 수위 및 유속변화에 대한 예측정도의 검토 (Applicability of CADMAS-SURF Code for the Variation of Water Level and Velocity due to Bores)

  • 이광호;김창훈;황용태;김도삼
    • 한국해양공학회지
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    • 제22권5호
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    • pp.52-60
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    • 2008
  • This study investigates the applicability of CADMAS-SURF (Super Roller Flume for Computer Aided Design of a MArtime Structure) code basal on the Navier-Stokes solver to predict bore phenomena. The time variation of ware levels and velocities due to the bore propagation were computed for the different bore strength conditions. In order to verify the numerical results by CADMAS-SURF, laboratory experiments were also performed, using the DPIV and LDV measuring system. The numerical results were compared to the experimental data and the analytical predictions by the NSC method basal on fully nonlinear shallow-water theory by the method of characteristics. It appears that the CADMAS-SURF slightly overestimated the water-surface level measured by the laboratory experiments and its discrepancy becomes prominent as the bore strength increases. The predicted propagation speed for a bore was also slaver than that by the experiment and NSC method. However, the temporal variations in velocities were in relatively good agreement with the experimental data for all cases, except for overshooting and undershooting in the front face of a bore, which may be derived from the numerical instability. Further, CADMAS-SURF successfully simulated the decrease in the water level and velocity caused by the effects of negative waves reflected from the upstream end wall.

해안안벽과 육상구조물에서 지진해일파의 처오름 및 작용파력에 관한 수치해석 (Numerical Analysis of Runup and Wave Force Acting on Coastal Revetment and Onshore Structure due to Tsunami)

  • 이광호;김창훈;김도삼;;황용태
    • 대한토목학회논문집
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    • 제29권3B호
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    • pp.289-301
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    • 2009
  • 본 연구에서는 Navier-Stokes방정식과 자유수면추적을 위해 도입한 VOF함수의 이류방정식에 기초하고 있는 CADMAS-SURF(CDIT, 2001)에 Fenton(1972)의 3차근사고립파이론에 의한 조파이론을 새롭게 도입한 수치파동수로로부터 직립호안상에서 지진해일(고립파)의 처오름 및 작용파력을 해석한다. 기존의 연구결과와 대비하여 본 수치해석결과의 적용성을 논의하며, 최소자승법에 기초하여 직립호안상에서 최대처오름과 최대파력을 합리적으로 추정할 수 있는 회귀식을 제안한다. 또한, 육상구조물에 작용하는 지진해일(tsunami wave)의 파력산정에 CADMAS-SURF(CDIT, 2001)의 적용을 시도한다. 육상에서 지진해일의 수위변동, 유속 및 파력변동의 특성으로부터 육상구조물에 미치는 지진해일의 직접적인 영향을 추론할 수 있을것이다.

세 가지 수치모델을 이용한 완전반사 조건에서의 규칙파 조파 및 수리실험 검증 (Regular Wave Generation Using Three Different Numerical Models under Perfect Reflection Condition and Validation with Experimental Data)

  • 오상호;안석진
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제31권4호
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    • pp.199-208
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    • 2019
  • 2차원 조파수조에서 완전반사 조건의 규칙파 조파 실험을 수행하고, 세 가지 서로 다른 CFD 모델의 성능을 검증하였다. 사용된 CFD 모델은 CADMAS-SURF, olaFlow 및 KIOSTFOAM이었다. 쇄파가 발생하지 않는 조건, 중복파의 쇄파가 발생하는 조건, 입사파의 쇄파가 발생하는 조건에서 실험 및 모델링을 수행하였다. 그 결과 세 모델 중 KIOSTFOAM이 실험결과를 가장 잘 재현하는 것으로 나타났다. CADMAS-SURF는 KIOSTFOAM에 비해 계산 시간은 줄어들지만 계산 정확도가 상대적으로 더 낮았다. olaFlow는 계산은 가장 빠르지만 조파 경계에서 반사파 흡수가 만족스럽지 않고 쇄파 발생 시 파랑에너지를 과도하게 소산시키는 것으로 나타났다.

CADMAS-SURF/VOF-SOLA의 해안.항만구조물로의 적용성에 관한 연구

  • 김도삼
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2004년도 분과위원회 연구과업 보고서
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    • pp.223-245
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    • 2004
  • 최근, 자유수면을 갖는 비압축성 유체의 해석을 위해 Hirt and Nichols(1981)가 제안한 VOF법이 자유수면을 취급하는 많은 학문분야에서 활발히 활용되고 있다. 특히, 일본에서 잠제에 의한 쇄파해석에 암전 등(1994)이 처음으로 VOF법을 적용한 이래 많은 연구자에 의한 공동연구의 결과로 개발된 CADMAS-SURF(해안개발기술연구 Center, 2001)는 사용자가 직접 입·출력을 제어할 수 있는 효과적인 2차원파동장의 해석프로그램으로 알려져 있다. 국내에서는 김 등(2001, 2002)이 최초로 VOF-SOLA법을 이용한 수치파동수로를 제안하고 잠제주변의 파동장해석을 수행하고 있다. (중략)

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단일 부유식 방파제의 소파성능에 관한 수치해석 (Numerical Study on Performance of a Floating Breakwater)

  • 신경식;윤재선;조용식
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 한국방재학회 2010년도 정기 학술발표대회
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    • pp.63.2-63.2
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    • 2010
  • 본 연구에서는 CADMAS-SURF를 이용하여 단일 부유식 방파제의 소파성능에 관한 수치해석을 수행하였다. 방파제는 단일 배치하였고, 소파성능을 평가하는 지표로써 투과계수를 중심으로 분석하였다. 수치해석 결과의 검증을 위하여 동일한 조건하에 수리모형실험을 수행하였다. 단일 부유식 방파제의 투과계수는 심해파 조건에서 효과적인 소파성능을 나타냈다.

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단일 부유식방파제의 소파성능에 대한 연구 (A Study on Performance of a Floating Breakwater)

  • 윤재선;신경식;조용식
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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    • pp.243-247
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    • 2010
  • 본 연구에서는 단일 부유식방파제의 소파성능을 알아보기 위해 CADMAS-SURF를 이용한 수치모형실험을 실시하였다. 부유식방파제는 단일 직사각형으로 구성하여 동일 형상의 수중방파제가 배치된 경우와 부유식방파제와 수중방파제가 동시에 배치된 경우의 소파성능을 비교하였다. 소파 성능을 평가하는 지표로써 투과계수 및 반사계수를 산정하여 이를 파형경사에 대하여 검토하였다.

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파랑-흐름-잠제의 비선형 상호간섭 해석 (Nonlinear Interaction among Wave, Current and Submerged Breakwater)

  • 박수호;이정후
    • 대한토목학회논문집
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    • 제36권6호
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    • pp.1037-1048
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    • 2016
  • 본 연구에서는 Navier-Stokes 방정식과 자유수면 추적에 VOF법을 채용하는 CADMAS-SURF를 이용하여 파랑과 흐름의 비선형 상호간섭현상을 연구하였다. 파-흐름 공존장에서의 유체거동 해석을 위해 CADMAS-SURF를 수정 및 확장하였고, 계산치를 실험치와 비교하여 본 연구의 타당성을 확인할 수 있었다. 본 연구의 수치수로를 파랑-흐름 공존장에서 주어지는 복잡한 물리 현상 규명과 파-흐름-잠제의 상호간섭해석에 적용하여, 유속장, 와도장, 자유수면과 와도와의 관계 등을 논의하였다.

규칙파와 수평판의 비선형 상호작용에 의한 고차 조화항 발생 (Higher Harmonic Generation by Nonlinear Interaction between Monochromatic Waves and a Horizontal Plate)

  • 고혁준;조일형
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.484-491
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    • 2007
  • 규칙파와 수면아래 잠긴 수평판 사이의 비선형 상호작용을 규명하기 위하여 수치파동수조를 이용하여 수치 실험을 수행하였다. 수치모델로 비선형 포텐셜 이론을 근거로 한 고차 경계요소법과 Navier Stokes 방정식과 엄밀한 자유표면 경계조건식을 푸는 CADMAS-SURF을 사용하였다. 두 모델 모두 수평판 위의 천수역에서 발생하는 고차 조화항들을 예측할 수 있으며 점성효과를 포함하는 CADMAS-SURF는 수평판 양단에서 발생하는 와류와 박리에 의한 고차 조화항의 발생을 재현할 수 있다. 수평판의 잠긴 깊이와 길이 변화에 따른 반사율과 투과율을 Patarapanich and Cheong(1989)의 모형실험결과와 비교하였고 서로 잘 일치함을 확인하였다. 수평판의 길이가 길어지고 잠긴 깊이가 얕아질수록 입사파의 에너지가 고차 조화항으로 더 많이 전이됨을 확인하였다.