• 한국해양공학회지
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• 제18권2호
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• pp.18-24
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• 2004

In this study, the Mild slope equation is extended to both rapidly varying topography and nonlinear waves, using the Hamiltonian principle. It is shown that this equation is equivalent to the modified mild-slope equation (Kirby and Misra, 1998) for small amplitude wave, and it is the same form with the nonlinear mild-slope equation (Isobe, 1994) for slowly varying bottom topography. Comparing its numerical solutions with the results of some hydraulic experiments, there is good agreement between them.

• 한국해양공학회지
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• 제18권4호
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• pp.40-45
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• 2004

An efficient numerical model of the modified mild slope equation, based on the robust iterative method is presented. The model developed is verified against other numerical experimental results, related to wave reflection from an arc-shaped bar and wave transformation over a circular shoal. The results show that the modified mild slope equation model is capable of producing accurate results for wave propagation in a region where water depth varies substantially, while the conventional mild slope equation model yeilds large errors, as the mild slope assumption is violated.

• 한국해안해양공학회지
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• 제19권6호
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• pp.521-532
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• 2007

완경사 파랑식의 유도에 Galerkin방법을 사용하여 수심 의존함수에 대한 Sturm-Liouville 미분식을 엄밀하게 구성하였다. 구한 방정식의 종속변수에 대한 전형적인 변수변환으로 수심, 해저경사 그리고 해저곡률에 대한 항들로 구성된 변형 Helmholtz식을 얻었다. 수치실험을 통해 이 항들이 지형에 의한 파랑변형에 주요한 역할을 보이고 이들의 상대적인 크기에 의해 수정 완경사 파랑식(MMSE)에 비해 완경사 파랑식(MSE)의 적용성이 제한됨을 입증하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권5B호
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• pp.493-496
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• 2009

본 연구에서 Euler-Lagrange 식을 사용하여 속도포텐셜로 표현되는 확장형 완경사방정식을 유도하였다. 먼저, Euler-Lagrange 식을 사용하여 흐름함수로 표현된 확장형 완경사방정식을 유도한 Kim과 Bai(2004)의 유도과정을 따라가면서 속도 표텐셜로 표현된 확장형 완경사방정식과의 관계를 찾았다. 속도포텐셜로 표현된 Euler-Lagrange 식을 찾아낸 다음 고차의 수심변화 항을 유도하였다. 본 연구에서 유도된 확장형 완경사방정식은 기존의 식인 Massel(1993)의 식과 Chamberlain과 Porter(1995)의 식과 정확히 일치하였다. 본 연구의 연구 성과는 확장형 완경사방정식의 유도 방법을 새로 제시하여 해안공학의 영역을 넓히는데 의의가 있다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제10권2호
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• pp.55-63
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• 1998

최근 몇몇 연구자들이 서로 다른 방법을 이용하여 수정 완경사방정식을 개발하였는데, 이는, Berkhoff 의 완경사방정석과 비교해 볼 때, 바닥 경사의 제곱 및 바닥 곡율에 비례하는 항들을 추가로 포함하고 있다. 이 식을 검토한 결과, 천이해역에서는 두 항들이 다같이 중요하지만, 천해에서는 바닥 경사 제곱항의 영향은 중요한 반면 바닥 곡률항의 영향은 작아짐을 보였다. 이 항들의 중요성을 좀더 면밀히 검토하기 위하여, 일정 사면, 비일정사면 및 주기성을 갖는 물결진 바닥으로부터의 파의 반사 문제에 대하여 수정 완경사방정식과 Berkhoff의 완경사방정식을 적용하였다. 바닥 경사만을 생각할 때, 완경사방정식이 지금까지 그 적용 한계로 알려져 왔던 1:3보다 더급한 1:1의 경사까지 정확한 결과를 나타냄을 보였다. 또한, 비교적 변화가 적은 해저면 위에서의 파의 전파를 모의할 때는 바닥 곡률항만이 중요한 역할을 하지만, 바닥 경사가 작지 않은 경우에는 보다 정확한 결과를 얻기 위하여 바닥 경사의 제곱항도 포함시켜야 함을 보였다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.72-77
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• 2003

In this study, Mild slope equation is extended to both of rapidly varying topography and nonlinear waves in a Hamiltonian formulation. It is shown that its linearzed form is the same as the modified mild-slope equation proposed by Kirby and Misra(1998) And assuming that the bottom slopes are very slowly, it is the equivalent with nonlinear mild-slope equation proposed by Isobe(]994) for the monochromatic wave. Using finite-difference method, it is solved numerically and verified, comparing with the results of some hydraulic experiments. A good agreement between them is shown.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.434-441
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• 2012

축대칭 함몰지형 위를 통과하는 파의 변형에 관한 확장형 완경사 방정식의 해석해를 유도하였다. 함몰지형내의 수심은 함몰지형의 중심으로부터의 거리의 멱에 비례하여 변화된다. 지배방정식은 변수분리법을 이용하여 상미분방정식으로 변환되었으며 Hunt(1979)의 근사식을 이용하여 계수들을 파속과 군속도의 항으로 이뤄진 양함수의 형태로 나타냈다. 확장형 완경사 방정식의 바닥의 곡률과 경사의 제곱으로 이뤄진 항은 멱급수형태로 변환하였다. 마지막으로 Frobenius 급수를 사용하여 확장형 완경사 방정식의 해석해를 유도하였다. 유도된 해석해는 FEM으로 도출된 수치해와 기존의 완경사 방정식의 해석해와 비교하여 검증하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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• pp.209-212
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• 2002

Since Berkhoff proposed the mild-slope equation in 1972, it has widely been used for calculation of shallow water wave transformation. Recently, it was extended to give an extended mild-slope equation, which includes the bottom slope squared term and bottom curvature term so as to be capable of modeling wave transformation on rapidly varying topography. These equations were derived by integrating the Laplace equation vertically. In the present study, we develop a finite element model to solve the Laplace equation directly while keeping the same computational efficiency as the mild-slope equation. This model assumes the vertical variation of wave potential as a cosine hyperbolic function as done in the derivation of the mild-slope equation, and the Galerkin method is used to discretize . The computational domain was discretized with proper finite elements, while the radiation condition at infinity was treated by introducing the concept of an infinite element. The upper boundary condition can be either free surface or a solid structure. The applicability of the developed model was verified through example analyses of two-dimensional wave reflection and transmission. .

• 한국해안해양공학회지
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• 제6권1호
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• pp.81-87
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• 1994

완경사 방정식을 에너지 보존식으로부터 직접 유도하였으며 에너지 보존식과 Green's first and second identities와의 관계를 분명히 밝혔다. 파랑-흐름 상호작용 시의 타원형 완경사 방정식이 Berkhoff (1972)에 의해서 유도된 흐름이 없는 경우와 같은 형태를 갖는다는 것이 제시되었으며, 또한 해석적인 해를 통해 물리적 특성이 조사되었다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제18권4호
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• pp.360-371
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• 2006

천해역의 파랑을 추산하기 위한 포물형 근사식에 대해 기존 모형을 도출할 수 있는 일반화된 모형을 제시하고 이를 수정 완경사 파랑식에 대한 포물형 근사식으로 확장하였다. 제시한 수치모형을 Berkhoff et al.(1982)의 수리모형 실험과 비교하였으며 이 경우에는 기존 포물형 근사모형과 수정 포물형 근사모형의 결과가 거의 같으며 수리실험 결과와 아주 잘 일치하는 것으로 나타났다. 따라서 계산이 빠르고 안정성이 높은 기존 포물형 근사식은 천해역의 파랑 추산에 유용한 도구라 판단된다.