• 제목/요약/키워드: Eigenfunction expansion method

검색결과 110건 처리시간 0.024초

수정 완경사파랑식과 EFEM 평면파 근사식의 해 비교 (Solution Comparisons of Modified Mild Slope Equation and EFEM Plane-wave Approximation)

  • 서승남
    • 한국해안·해양공학회논문집
    • /
    • 제21권2호
    • /
    • pp.117-126
    • /
    • 2009
  • 억류파를 제외한 수정 완경사파랑식과 고유함수 전개법의 평면파 근사식에 대한 정밀도를 검토하기 위해 다수의 수치실험 결과를 제시하였다. 본 연구에서 두 해석해가 사용되었으며 하나는 수정 완경사파랑식에 대한 Porter(2003)의 해이고 다른 하나는 평면파 근사식에 산란체법을 적용한 서(2008a)의 해이다. 급변 지형에서의 파랑변형에 대한 기존 결과와의 직접 비교를 통해 평면파 근사식 모형이 수정 완경사파랑식 보다 잘 기술하는 것으로 나타났다.

기존 원형케이슨 후면에 신규 원형케이슨 설치에 따른 파력특성 분석 (Characteristics of Wave Forces by Installation of New Circular Caisson on the Back of Old Circular Caisson)

  • 박민수
    • 한국해안·해양공학회논문집
    • /
    • 제31권6호
    • /
    • pp.395-402
    • /
    • 2019
  • 기존 케이슨의 안정성을 높이기 위해 신규 케이슨을 기존 케이슨 전면 또는 후면에 추가로 설치하여 보강하는 설계 및 시공사례가 발생되고 있다. 본 연구에서는 고유함수전개법을 이용하여 원형케이슨으로 구성된 기존 방파제 후면에 신규 원형케이슨이 설치될 경우 각 원형케이슨에 작용하는 파력특성을 분석하였다. 수치해석의 신뢰성을 확보하기 위해 상용화 프로그램인 ANSYS AQWA의 수치 해석결과와 비교를 수행하였으며, 원형 케이슨 추가설치에 따른 파와 구조물의 상호작용 영향을 고려하여 각 원형케이슨에 작용하는 파력을 산출하였다.

직립벽 앞에 놓인 일정깊이 잠긴 슬릿판에 의한 반사율 해석 (On an Analysis of Reflection Coefficients by a Partially Immersed Slotted Plate with a Back Wall)

  • 조일형
    • 한국해안해양공학회지
    • /
    • 제15권3호
    • /
    • pp.143-150
    • /
    • 2003
  • 고유함수전개법을 사용하여 수직벽 앞에 일정깊이 잠긴 슬릿판과 규칙파의 상호작용문제를 살펴보았다. 슬릿판에 의한 반사율에 영향을 미치는 주요 설계변수들은 공극율, 잠긴깊이, 챔버길이, 입사각도, 입사파의 주파수임을 확인하였다 슬릿판의 공극율이 0.1일 때 반사율이 전주파수에 걸쳐서 최소가 됨을 밝혔다. 반사율에 대한 해석결과와 Zhu(2001) 모형실험결과를 챔버길이와 잠긴깊이 그리고 입사파의 주기를 변화시키면서 비교한 결과, 두 결과는 서로 잘 일치하였다. 본 해석방법은 슬릿판 후면에서 발생한 박리에 의한 에너지 손실을 정확히 고려할 수 있으므로 슬릿 케이슨 방파제 제작에 필요한 설계정보를 제공할 것이다.

기존 원형케이슨방파제에 신규 원형케이슨 추가설치에 따른 파와 구조물간의 상호작용 영향 평가 (Wave Structure Interaction by Installation of New Circular Caissons on Old Circular Caisson Breakwater)

  • 박민수
    • 한국해안·해양공학회논문집
    • /
    • 제32권5호
    • /
    • pp.307-321
    • /
    • 2020
  • 기존 케이슨방파제의 안정성을 높이기 위해 케이슨 전면 또는 후면에 추가로 신규 케이슨을 설치하여 보강하는 설계 및 시공사례가 발생되고 있다. 본 연구에서는 기존 원형케이슨 전면 또는 후면에 신규 원형케이슨이 추가 설치될 경우 파와 구조물간의 상호작용 영향을 분석하기 위해 고유함수전개법을 이용하여 수치해석을 수행하였다. 수치해석의 신뢰성을 확보하기 위해 Williams and Li의 수치 해석결과와 비교를 수행하였으며, 추가로 설치되는 원형케이슨의 다양한 변수에 따른 개별 원형케이슨에 작용하는 파력 및 파처오름 특성을 분석하였다.

부유식 원형 실린더 배열에 의한 파 상호작용 (Water Wave Interactions with Array of Floating Circular Cylinders)

  • 박민수;정연주;유영준
    • 한국해양공학회지
    • /
    • 제27권5호
    • /
    • pp.51-62
    • /
    • 2013
  • The water wave interactions on any three-dimensional structure of arbitrary geometry can be calculated numerically through the use of source distribution or Green's function techniques. However, such a method can be computationally expensive. In the present study, the water wave interactions in floating circular cylinder arrays were investigated numerically using the eigenfunction expansion method with the three- dimensional potential theory to reduce the computational expense. The wave excitation force, added mass coefficient, radiation damping coefficient, and wave run-up are presented with the water wave interactions in an array of 5 or 9 cylinders. The effects of the number of cylinders and the spacing between them are examined because the water wave interactions in floating circular cylinder arrays are significantly dependent upon these.

입출구가 연장된 동심형 소음기의 음향해석 (Acoustic Characteristics of Mufflers with an Extended Iinlet and Outlet)

  • 이준신;김연환;김태룡;이정권
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국소음진동공학회 1998년도 춘계학술대회논문집; 용평리조트 타워콘도, 21-22 May 1998
    • /
    • pp.536-541
    • /
    • 1998
  • Cylindrical chamber silencers with an extended inlet and outlet are widely used to reduce the propagated noise in ducts in many application fields. In this study, an acoustic analysis is carried out for concentric extended pipes inserted into a simple expansion chambers An algebraic equation is derived by using the eigenfunction expansion and orthogonality principle. Using this analytical method, transmission losses are predicted for several configurations of the concentric extended systems.

  • PDF

스트립 배열된 다수 부이에 의한 파력에너지 추출 (Wave Power Extraction by Strip Array of Multiple Buoys)

  • 조일형
    • 한국해양공학회지
    • /
    • 제28권5호
    • /
    • pp.474-483
    • /
    • 2014
  • The majority of existing WECs (wave energy converters) are designed to achieve maximum power at a resonance condition. In the case of a single WEC, its size must be large enough for tuning, and it has high efficiency only within a limited frequency band. Recently, wave power extraction by deploying many small buoys in a compact array has been studied under the assumption that the buoy's size and separation distance are much smaller than the water depth, wave length, and size of the array. A boundary value problem involving the macro-scale boundary condition on the mean surface covered by an infinite strip of buoys is solved using the eigenfunction expansion method. The energy extraction efficiency (${\varepsilon}=1-R^2_f-T^2_r$), where $R_f$ and $T_r$ are the reflection and transmission coefficients for a strip array of buoys, is assessed for various combinations of packing ratio, strip width, and PTO damping coefficient.

안벽 앞에 부분 잠긴 진자판에 의한 파랑에너지 추출 (Wave Energy Extraction using Partially Submerged Pendulum Plate with Quay Wall)

  • 조일형;이혜빈;배윤혁
    • 한국해양공학회지
    • /
    • 제31권3호
    • /
    • pp.208-218
    • /
    • 2017
  • The performance of a wave energy converter (WEC) that uses the rolling motion of a partially submerged pendulum plate in front of a quay wall was analyzed. The wave exciting moment and hydrodynamic moment were obtained using a matched eigenfunction expansion method (MEEM) based on the linear potential theory, and then the roll motion response of a pendulum plate, time averaged extracted power, and efficiency were investigated. The optimal PTO damping coefficient was suggested to give the optimal extracted power. The peak value of the optimal extracted power occurs at the resonant frequency. The resonant peak and its width increase as the submergence depth of the pendulum plate decreases and thickness of the pendulum plate increases. An increase in the wave incidence angle reduces the efficiency of the wave energy converter. In addition, the WEC using a rolling pendulum plate contributes not only to the extraction of the wave energy, but also to a reduction in the waves reflected from the quay wall, which helps to stabilize ships going near the quay wall.

원기둥과 선형발전기의 연성 수직운동을 이용한 파 에너지 추출 (Extraction of Wave Energy Using the Coupled Heaving Motion of a Circular Cylinder and Linear Electric Generator)

  • 조일형;권혁민
    • 한국해양공학회지
    • /
    • 제25권6호
    • /
    • pp.9-16
    • /
    • 2011
  • The feasibility of wave energy extraction from a heaving truncated cylinder and the corresponding response of the linear electric generator (LEG) composed of spring, magnet, and coil has been investigated in the frame of three-dimensional linear potential theory. The heaving motion of a circular cylinder is calculated by means of the matched eigenfunction expansion method. Further, the analytical results are validated by numerical results using the ANSYS AQWA commercial code. By the action of a heaving circular cylinder, the magnet suspended by a spring can slide vertically inside the heaving cylinder. The mechanical power is extracted from the magnet motion relative to the coil/stator which is attached to the cylinder. The coupled ODE of a heaving cylinder and LEG system in waves is derived to obtain the magnet motion relative to a cylinder. To maximize the relative motion of the magnet, both the buoy draft and the LEG system parameters (spring stiffness, damping) should be selected properly for generating the double resonance considering the peak frequency of the target spectrum.

Numerical analysis of a hybrid substructure for offshore wind turbines

  • Park, Min-Su;Jeong, Youn-Ju;You, Young-Jun;Lee, Du-Ho;Kim, Byeong-Cheol
    • Ocean Systems Engineering
    • /
    • 제4권3호
    • /
    • pp.169-183
    • /
    • 2014
  • For the reliable design of substructure supporting offshore wind turbines it is very important to reduce the effects of wave forces. Since the substructure is strongly influenced by the effects of wave forces as the size of substructure increases. In the present study, the hybrid substructure with multi-cylinder is newly suggested to reduce the effects of wave forces. Using diffraction theory the scattering waves in a fluid region are expressed by an Eigenfunction expansion method with three dimensional potential theory to calculate the wave force acting on the hybrid substructure. The wave force and wave run-up acting on the hybrid substructure is presented to examine the water wave interaction according to the variation of cylindrical size and the distance among cylinders. It is found that the suggested hybrid substructure with multi-cylinder is very useful to reduce the effects of wave forces acting on the substructure for offshore wind turbines.