• International Journal of Ocean System Engineering
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• 제4권1호
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• pp.49-56
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• 2014

A three-dimensional multidirectional nonlinear numerical wave tank (NWT) based on the Navier-Stokes equations and the Finite Volume Method (FVM) is developed by using the two-phase hydrodynamic flow solver naoe-FOAM-SJTU based on the open source toolbox OpenFOAM. The free surface is capturing with the Volume Of Fluids (VOF). The directional wave including Stokes wave, solitary wave and nonlinear wave are simulated and verified. The multi-directional waves are also simulated with particular wave spectral such as JONSWAP and wave directional spreading function. The obtained numerical results show the capability of the solver to generate different type of multidirectional nonlinear waves accurately. Meanwhile, it implies that the presented NWT can easily extend to model the wave-structures interactions, which will be great help to the offshore structures design.

• 전산구조공학
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• 제32권3호
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• pp.9-15
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• 2019

• 한국해양공학회지
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• 제7권2호
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• pp.9-18
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• 1993

Numerical wave tank is a robust tool by which the nonlinear interactions between the body and the free-surface can be treated in time-domain. In this paper, a two-dimensional numerical wave tank based on the Spectral/Boundary-Element Method is developed, and applied successfully to the study of nonlinear wave diffraction around a submerged circular cylinder. Particularly, it is shown that the high-order wave components of significant wave height are developed in the lee-side of the cylinder and that these waves result in a negative drift force on the circular cylider.

• 한국해양공학회지
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• 제21권5호
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• pp.1-8
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• 2007

A long wave induced by a Gaussian-shape submarine landslide is simulated by a 2D fully nonlinear numerical wave tank (NWT). The NWT is based on the boundary element method and the mixed Eulerian/Lagrangian approach. Using the NWT, physical characteristics of land-slide tsunami, including wave generation, propagation, particle kinematics, hydrodynamic pressure, run-up and depression, are simulated for the early stage of long wave generation and propagation. Various sliding mass heights are applied to the developed model for a systematic sensitivity analysis. In particular, the fully nonlinear NWT results are compared with linear results (exact body-boundary conditions with linear free-surface conditions) to identify the nonlinear effects in the respective cases.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권1호
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• pp.36-43
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• 2017

프로펠러가 자유수면 근처에서 작동할 때, 프로펠러의 추력과 토오크는 감소하게 되고 자유수면에는 파도가 발생하게 된다. 본 연구에서는 다양한 프로펠러의 작동 조건에서 자유수면과 프로펠러의 상호작용에 대한 수치해석 결과를 살펴보았다. 회류수조에서 수행된 모형시험 결과와 비교를 통해 수치해석 기법을 검증한 후, 프로펠러의 침수깊이에 따른 프로펠러의 성능 및 자유수면의 영향에 대해 조사하였다. 그리고 프로펠러의 전진비에 따른 자유수면의 파형, 프로펠러 주위 유동, 추력 및 토오크의 변화 등을 확인하였다. 낮은 전진비에서 공기유입 현상은 관찰되지 않았지만, 자유수면의 파형은 프로펠러 팁 보오텍스와 밀접한 관계가 있음을 확인하였다. 또한 공기유입 현상이 발생하지 않는 조건에서는 높은 전진비에서 프로펠러 추력 및 토오크의 감소량이 증가함을 확인하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제12권2호
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• pp.183-191
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• 2009

탄성파 수치 모형 계산에 있어서 널리 사용되는 엇갈린 격자 방법이 아니라 회전된 엇갈린 격자 방법을 사용하여 탄성파 수치 모사를 수행하였다. 표준 엇갈린 격자 방법에서는 특별한 자유 경계조건을 적용하여야 하는 단점이 있지만 회전된 격자 방법에서는 물성으로 진공 또는 공기층을 부여함으로써 자유 경계조건을 실현가능하다는 것을 확인할 수 있었다. 파동전파에 있어서 유한 경계 조건에서 발생하는 인공 반사파를 제거하기 위해 PML (Perfectly Matched Layer)의 파동식 분해라는 단점을 극복할 수 있고 좋은 성능을 보이는 CPML (Convolutional Perfectly Matched Layer)법을 회전된 엇갈린 격자법(RSG: Rotatged Staggered Grid)에 적용하였다. 회전된 격자 유한 차분법에서 CPML의 고주파수 흡수 특성과 에너지 흡수율 조사, Cerjan법의 감쇠를 비교한 결과 흡수경계조건으로 좋은 성능을 확인하였다. 유체와 고체의 모형에 대한 경계에 대하여서도 매우 효과적으로 경계면에서 발생하는 반사파를 제거할 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제5권1호
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• pp.1-10
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• 1993

1차 자유도를 갖는 해양구조물을 선정하여 long crested, stationary, Gaussian random waves가 구조물의 동적응답 스펙트럼에 미치는 영향에 대해 규명하였다. 해수면 부근에서 주기적으로 수면위로 부상하는 연직부재를 고려하기 위해 hybrid Morison equation을 제안했고 이 방정식을 기초로 파력을 계산했다. 주기적으로 수면위로 부상하는 효과를 고려한 결과 동적응답 스펙트럼은 감소하였으며 고차 응당성분이 발생했다. 또한 동적응답 스펙트럼은 주파수가 증가할수록 감소하는 경향을 보였으며 이는 해수면 위로 주기적으로 부상하는 현상을 고려할 때 발생하는 고차응답성분 때문인 것으로 사료된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.248-257
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• 2011

본 연구에서는 규칙파동장에 있어서 인장계류된 원형부유체의 파랑응답해석에 2차원 Navier-Stokes solver에 기초한 새로운 수치파동수조모델을 제안하였다. 본 수치파동수조모델에서는 이동구조물과 유체와의 상호작용을 해석하기 위하여 직각좌표계에서 임의형상의 불투과경계를 갖는 구조물과 유체와의 연성해석이 가능한 IBM(Immersed Boundary Method)과 자유수면 추적을 위한 VOF(Volume of Fluid)법을 결합하였다. 부유체운동에 대한 수치결과를 기존의 FAVOR(Fractional Area Volume Obstacle Representation)법에 의한 계산결과 및 수리실험과 비교하였다. 게다가, 수치모델의 보다 자세한 검증을 위하여 원형부유체의 동요 및 자유수면변동에 관한 수리모형을 추가로 실시하였고, 제안된 수치모델의 범용성과 타당성을 검증하기 위하여 직사각형부유체에 대한 수치 및 수리실험도 병행하였다. 이로부터 추정된 수치계산결과는 실험결과를 잘 재현하고 있는 것으로 판단되었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제51권1호
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• pp.67-77
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• 2014

In this study, Explicit Algebraic Reynolds Stress Model (EARSM) which is based on the existing ${\kappa}-{\omega}$ model has been applied to the flow field analysis around ship hulls. Existing transport equations for the turbulent kinetic energy and the dissipation rate are used in almost the same form and anisotropy terms of Reynolds stresses are newly considered. The well-known KVLCC2 and KCS hull forms are selected as validation cases, which were also used in 2010 Workshop on CFD in Ship Hydrodynamics. In case of KVLCC2 double model, comparison of mean velocity distribution, turbulent kinetic energy, and Reynolds stresses near the propeller plane has been carried out and wave elevation and wave profiles have been additionally studied for KCS and KVLCC2 with free surface models. Some improved results for mean velocity distribution at the propeller plane have been obtained while there is little change in free surface wave profiles.

• 전자공학회논문지D
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• 제36D권4호
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• pp.25-33
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• 1999

유전체로 덮혀 있고 주기적인 슬릿을 갖는 평행평판 도파관에서의 누설파 복사 및 표면과 TEM파가 입사되는 경우에 대하여 고려하였다. 모멘트 방법을 이용하여 무한한 주기적인 구조와 유한한 주기적인 구조를 해석하였다. 유전체 커버가 슬릿을 갖는 누설파 안터나의 성능에 미치는 영향을 보이기 위하여 유전체의 두께에 대한 도파관 내부에서의 반사전력과 투과전력, 자유공간으로의 복사효율, 유전체슬램으로의 표면파 launching 효율, 안테나 이득, 그리고 복사패턴 등의 수치해석결과들을 제시하였다. 또한 제안된 주기적인 구조를 이용한 표면파 lauching 효율의 개선방법을 기술하엿으며 최대효율은 이론적으로 97.5%에 이르렀다. 따라서 이 구조는 image 도파관이나 유전체 격자 안테나의 효과적인 급전기로서 유망하리라 사료된다.