• 제목/요약/키워드: Complex Velocity BEM

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복소 경계요소법에 의한 비선형 자유수면문제 연구 (A Complex Velocity Boundary Element Method for Nonlinear Free Surface Problems)

  • 홍석원
    • 한국해양공학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.62-70
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    • 1990
  • Cauchy의 적분공식을 복소속도(complex velocity)에 적용하여 포텐시얼 유동을 해석하는 복소경계요소법이 개발되었다. 이 결과로 얻어지는 적분방정식은 경계면에서의 접선속도(tangential velocity)와 법선속도(normal velocity)의 함수로 주어진다. 자유수면에서의 접선속도의 시간변화(evolution of tangential velocity)를 수식화하기 위하여 새로운 비선형 동역학적 자유수면경계조건(nonlinear dynamic free surface boundary condition)을 유도하였다. 복소포텐시얼 대신 복소속도를 이용하는 이 방법은 유장내의 특이점(field singularity)을 용이하게 고려할 수 있으며, 수치미분없이 직접 경계면에서의 유속을 해로서 구하게 된다. 그러나 자유수면이 존재하는 문제의 경우에는, 자유수면에서의 동역학적 경계조건을 만족 시키기 위한 계산과정에 접선 벡타의 변화량을 추정하는 것이 포함되게 되어, 계산과정이 다소 복잡하게 된다.

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Experimental and Numerical Study on Slamming Impact

  • Kwon, Sun Hong;Yang, Young Jun;Lee, Hee Sung
    • 한국해양공학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.1-8
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    • 2013
  • This paper presents the results of experimental and numerical research on the slamming phenomenon. Two experimental techniques were proposed in this study. The traditional free drop tests were carried out. However, the free drop tests done in this study using an LM guide showed excellent repeatability, unlike those of other researchers. The coefficients of variation for the drop test done in this experiment were less than 0.1. The other experimental technique proposed in this study was a novel concept that used a pneumatic cylinder. The pneumatic cylinder could accelerate the specimen over a very short distance from the free surface. As a result, high rates of repeatability were achieved. In the numerical study, the development of in-house code and utilization of commercial code were carried out. The in-house code developed was based on the boundary element method. It is a potential code. This was mostly applied to the computation of the wedge entry problem. The commercial code utilized was FLUENT. Most of the previous slamming research was done under the assumption of a constant body velocity all through the impact process, which is not realistic at all. However, the interaction of a fluid and body were taken into account by employing a user-defined function in this study. The experimental and numerical results were compared. The in-house code based on BEM showed better agreement than that of the FLUENT computation when it cames to the wedge computation. However, the FLUENT proved that it could deal with a very complex geometry while BEM could not. The proposed experimental and numerical procedures were shown to be very promising tools for dealing with slamming problems.

진동수주형 파력발전 시스템을 탑재한 압축공기 주입식 방파제의 동적거동 해석 (Dynamic Response Analysis of Pressurized Air Chamber Breakwater Mounted Wave-Power Generation System Utilizing Oscillating Water Column)

  • 이광호;김도삼;육승민;정영훈;정익한
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제26권4호
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    • pp.225-243
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    • 2014
  • 단독의 파력발전 변환장치(WEC)를 설치하는 경우 경제성이 떨어지는 문제점이 있으므로 기존 혹은 신설의 방파제에 WEC를 적용하여 파랑제어와 파랑에너지의 이용을 동시에 도모하는 방식이 많이 추진되고 있다. 본 연구는 방파제로 연구 개발된 압축공기 주입식 방파제에 진동수주형 파력발전시스템을 탑재한 경우 방파제로의 기능과 파력발전장치로의 기능을 병행하여 검토한다. WEC로써의 기능을 검토하기 위해서는 압축공기실에서 유출되어 WEC로 유입되는 압축공기 흐름속도가 정확히 평가될 필요가 있다. 따라서, 본 연구에서는 선형속도포텐셜이론에 기초한 경계요소법을, 압축공기 흐름해석에 Boyle법칙과 단열변화과정에 기초한 상태방정식을 각각 적용하여 수치시뮬레이션을 수행한다. 이로부터 얻어진 해의 타당성은 여러 형태의 구조물에 대한 기존의 수치해석결과 및 실험결과와의 비교로부터 검증되며, 실제의 수치해석에서는 진동수주형 파력발전시스템을 탑재한 고정식 및 부체식의 방파제에서 여러 파라미터들의 변화에 따른 파랑변형율, 구조물의 운동 및 공기흐름속도의 특성을 규명한다. 또한, 풍력발전시스템을 본 구조물에 복합적으로 적용할 수 있으므로 파력과 풍력을 동시에 구비한 복합발전시스템의 방파제로도 기대될 수 있다.