• Journal of Theoretical and Applied Mechanics
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• 제1권1호
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• pp.1-27
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• 1995

In this paper a finite element method for free-surface problems is described. the method is based on two different forms of Hamilton's principle. To test the present computational method two specific wave problems are investigated; the dispersion relations and the nonlinear effect for the well-known solitary waves are treated. The convergence test shows that the present scheme is more efficient than other existing methods, e.g. perturbation scheme.

• 대한조선학회논문집
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• 제45권1호
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• pp.54-62
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• 2008

A new solution method was developed to solve the free surface flow around a hull and named as 'Variable Free Surface Panel Method'. In the method the non-linearity of the free surface boundary conditions was fully taken into account and the raised panel method was employed to effectively solve the problem. The transom stern flow was also considered and the panel on the hull was generated using the panel cutting method. Numerical calculations were performed for KCS(KRISO Container Ship) hull form and compared with the experimental data to confirm the validity of the method. The comparison with the conventional free surface panel method was also accomplished. It is confirmed that new method gives more reliable results than the conventional method.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제19권7호
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• pp.1517-1525
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• 2005

Liquid sloshing displays the highly nonlinear free surface fluctuation when either the external excitation is of large amplitude or its frequency approaches natural sloshing frequencies. Naturally, the accurate tracking of time-varying free surface configuration becomes a key task for the reliable prediction of the sloshing time-history response. However, the numerical instability and dissipation may occur in the nonlinear sloshing analysis, particularly in the long-time beating simulation, when two simulation parameters, the relative time-increment parameter a and the fluid mesh pattern, are not elaborately chosen. This paper intends to examine the effects of these two parameters on the potential-based nonlinear finite element method introduced for the large amplitude sloshing flow.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2004년도 학술대회지
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• pp.90-95
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• 2004

During the past 50 years methods for predicting wave overtopping of coastal structures have coastal structures have continuously been developed Wave overtopping is one of the most important processes for the design of seawalls. The term 'wave overtopping' is used here to refer to the processes where waves hit a sloping structure run up the slope and, if the crest level of the slope is lower than the highest run up level, overtop the structure. Wave overtopping is dependent on the processes associated with breaking wave. The Numerical model is based on Navier-Stokes equation and Marker-Density Function of method for nonlinear free-surface flow by Miyata & Park(1995). The influence of how the slopes of seawalls, wave type and crest freeboard affect overtopping discharges has been investigated. The research of study using the new development nonlinear free-surface flow numerical model SOLA-VOF are presented.

• 한국지진공학회논문집
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• 제9권2호통권42호
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• pp.71-80
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• 2005

유체자유수면의 동적거동을 합리적으로 예측하기 위해서는 비선형 특성을 보이는 자유수면의 동역학적 경계조건을 고려해야할 뿐만 아니라 시간에 따라 변화하는 자유수면의 위치변화에 따른 운동학적 경계조건을 고려하여야 한다. 이러한 문제는 대상구조물이 3차원이 될 경우 더욱 복잡해지므로 3차원 비선형 유체자유수면의 해석은 이론해의 도출이 어려우며 수치해석 방법을 이용하는 것이 효과적이다. 본 연구에서는 수치해석 안정성이 높고 3차원 문제에서도 하나의 변수로 유체거동을 모사할 수 있는 arbitrary Lagrangian-Eulerian approach 를 경계요소에 적용하여 효율적이며 안정적인 유체 대변형 해석기법을 개발하였다. 개발된 기법은 향후 자유수면의 비선형 효과를 고려한 유체-구조물 상호작용 해석에 효과적으로 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한조선학회논문집
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• 제31권2호
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• pp.45-56
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• 1994

2차원 수중익 주위의 비선형 자유표면 유동을 시간영역에서 시뮬레이션할 수 있는 수치해법이 개발되었다. 본 수치해법은 고차 스펙트럴법과 경계요소법을 조합한 스펙트럴/경계요소법(spectral/boundary-element method)이며, 자유표면은 고차 스펙트럴법에 의해 그리고 수중익과 후류 보오텍스는 경계요소법에 의해 다루어 진다. 본 방법은 자유표면과 수중익의 비선형/비정상 상호작용문제에 폭넓게 적용될 수 있으며, 특히 스펙트럴법을 사용하므로 자유표면 유동을 매우 효율적으로 다룰 수 있다. 적용예로 정지상태에서 출발하여 자유표면 근처에서 균속 전진운동 또는 전진 및 동요운동을 하는 경우가 다루어 졌고, 자유표면파와 동유체력에서의 비선형/비정상 효과들이 보여지고 있다. 비정상해의 특수한 경우로 얻어지는 정상상태의 계산결과들이 다른 이론 또는 실험결과들과 비교되었으며, 좋은 일치를 보이고 있다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제7권4호
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• pp.216-223
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• 2004

본 논문에서는 3차원 비선형 슬러싱 유동에 대한 수치해법을 개발하였다. 탱크내에서 과도한 슬러싱 유동이 일어나는 경우에는 슬러싱 유동에 의해 유기되는 유체 충격력에 의해 탱크 내부 부재나 탱크 자체의 손상을 야기할 수 있다. 비선형 슬러싱 유동을 포텐셜 유동 이론에 근거한 자유표면파 문제로 정식화하고, 엄밀한 비선형 자유표면 경계조건을 적용하여 수치적으로 해석하였다. 안정된 수치 해법 개발을 위해 해밀톤 원리에 근거한 변분법을 사용하였으며 얻어진 변분식에 유한 요소법을 적용하여 해석하였다. 비선형 자유표면 유동은 시간영역에서의 초기치 문제로 해석하였으며 자유표면의 위치는 매 계산 시간 간격마다 반복계산에 의해 결정되었다. 수치 해석 결과로는 탱크내에 위치한 파이프에 비선형 슬러싱 유동에 의해 야기되는 유체 충격력을 구하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제30권8호
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• pp.631-636
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• 2006

본 연구에서는 자유수면 위를 고속으로 항주하는 트랜섬 선미를 채택한 선박에 의하여 발생되는 선박주위 및 트랜섬 선미 끝단에서의 비선형 자유수면 경계조건식을 만족하는 자유 수면에서의 파형을 해석하는 수치해석 기법에 대하여 연구, 선체주위 유동해석프로그램을 개발하였다. 개발된 수치해석 프로그램의 타당성을 검증하기 위하여 고속선인 Athena선형, KCS(KRISO container ship)선형에 대하여 수치해석을 실시하였으며, 그 결과를 모형시험에 의하여 계측된 실험결과와 서로 비교하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.41-46
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• 2005

본 연구에서는 자유수면 위를 고속으로 항주하는 트랜섬 선미를 채택한 선박에 의하여 발생되는 선박주위 및 트랜섬 선미 끝단에서의 비선형 자유수면 경계조건을 만족하는 자유수면에서의 유동 및 파형을 해석하는 수치해석기법에 대하여 연구하고 포텐셜 유동해석기법인 랜킨소오스 패널법을 사용하여 선체주위 유동해석 프로그램을 개발하였다. 개발된 수치해석 프로그램의 타당성을 검증하기 위하여 고속선인 Athena선형, KCS(KRISO container ship)선형에 대하여 수치해석을 수행하였으며, 그 결과를 모형시험에 의하여 계측된 실험결과와 서로 비교하였다.

• Journal of Ship and Ocean Technology
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• 제5권4호
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• pp.29-43
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• 2001

In this paper, free surface flows around an advancing two-dimensional rectangular cylinder piercing the free surface are studied using numerical and experimental methods. Especially, wave breaking phenomenon around the cylinder is treated in detail. A series of numerical simulations and experiments were performed for the purpose of comparison. For the numerical simulations, a finite difference method was adopted with a rectangular grid system, and the variation of the free surface was computed by the marker density method. The computational results are compared with the experiments. It is confirmed that the present numerical method is useful for the numerical simulation of nonlinear free surface waves around a piercing body.