• 제목/요약/키워드: Nonlinear ocean waves

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Analysis of Harbor Tranquility due to Port Expansion

  • Moon, SeungHyo;Lee, JoongWoo;Kwon, SeongMin;Song, HyunWoo
    • 한국항해항만학회지
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    • 제43권5호
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    • pp.320-327
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    • 2019
  • This study examined the port expansion plan for the fishery port at the east coast of Korea, in accordance with permission conditions for coastal ports such as a limit on the cargo volume and passenger demand for the coastal tourism belt formation. The site was chosen as a municipal coastal port attracting the new ocean industry and building waterfront zone as a hub of new marine tourism. Two different numerical models (Swan and Bouss 2D) were used. Before applying to the target sea area, some numerical tests were conducted for the variation according to Bouss-2D's strong/weak and nonlinear technique compared to the irregular diffraction of semi-infinite breakwater with a theoretical solution. As a result, there was a difference in strong nonlinearity with breaking waves and it was necessary to experiment with a strong nonlinear analysis technique for the actual site. Two numerical models were applied to the fishery port site and the tranquility of some alternatives were analyzed. The numerical results show the most suitable plan was ALT-1, with satisfied harbor tranquility and reasonable economic sense. The extension of the east breakwater and enlarged turning basin of the F-Land plan have brought generally more stable harbor tranquility than the ALT-1. The result can be used as a reference for the port expansion plan in the future.

Hydrodynamic performance of a vertical slotted breakwater

  • George, Arun;Cho, Il Hyoung
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제12권1호
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    • pp.468-478
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    • 2020
  • The wave interaction problem with a vertical slotted breakwater, consisting of impermeable upper, lower parts and a permeable middle part, has been studied theoretically. An analytical model was presented for the estimation of reflection and transmission of monochromatic waves by a slotted breakwater. The far-field solution of the wave scattering involving nonlinear porous boundary condition was obtained using eigenfunction expansion method. The empirical formula for drag coefficient in the near-field, representing energy dissipation across the slotted barrier, was determined by curve fitting of the numerical solutions of 2-D channel flow using CFD code StarCCM+. The theoretical model was validated with laboratory experiments for various configurations of a slotted barrier. It showed that the developed analytical model can correctly predict the energy dissipation caused by turbulent eddies due to sudden contraction and expansion of a slotted barrier. The present paper provides a synergetic approach of the analytical and numerical modelling with minimum CPU time, for better estimation of the hydrodynamic performance of slotted breakwater.

변조된 입사파의 쐐기에 의한 산란 (Nonlinear Diffraction of Incident Waves with Side-band Disturbances by a Thin Wedge)

  • 지원식;최항순
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.45-53
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    • 1991
  • 본 논문에서는 변조된 입사파의 쐐기에 의한 비선형 산란을 해석하였다. 쐐기의 목이 작다고 가정하여 포물형 근사를 도입하여 문제를 단순화시켰다. 이 문제에는 척도가 서로 다른 시간 및 공간 변수가 포함되어 있으므로 다척도 전개기법을 이용하였다. 비선형 산란파의 전개식은 일종의 3차 Schrodinger 방정식으로 기술할 수 있음을 밝혔는 데, 이 식에는 군속도로 진행하는 선형시간전개항, 선형측면분산항 그리고 3차 비선형항이 포함되어 있다. 유한차분법을 사용하여 수행 한 수치 계산의 결과에 의하면 산란파는 비선형항이 클 수록 그리고 변조비가 작을 수록 불안정해지며, 초기에 형성되는 스템파는 곧 여러 개의 파성분으로 분리되어 시간에 따라 변동한다. 전반적으로 보아 산란파의 전개에는 비선형항이 지배적인 인자라는 결론을 내릴 수 있다.

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해안구조물 전면의 Stem Wave 특성에 관한 연구 (Effects of Stem Wave on the Vertical Breakwater)

  • 박효봉;윤한삼;류청로
    • 한국해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해양공학회 2001년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.138-143
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    • 2001
  • Based on mild slope equation and parabolic approximation the forward diffraction of monochromatic waves by a straight breakwater are studied numerically. The characteristics and effects of stem wave along breakwater and the relations between the stem wave and incident wave angle are discussed.

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불규칙 해상의 선박 횡요의 확률론적 예측 (Stochastic Prediction of Rolling of Ships in Irregular Waves)

  • 권순홍;김대웅
    • 한국해양공학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.51-57
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    • 1991
  • 불규칙 해상에서 선박의 큰 횡요각의 예측이 중요한 과제로 대두 되고 있다. 본 논문에서는 통계적 해석에 의한 이의 예측 방법을 제시한다. 즉 주어진 비 선형 횡요운동 방정식으로 부터 배의 횡요각과 각속도의 결합 확률 밀도 함수를 구하는 방법을 도입하고 각종 계수들의 값의 변화에 따른 예측 결과를 다른 논문에서 제시한 시뮬레이션 결과와 비교하였다.

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비선형 완경사 방정식의 유도 및 수치모의 (Derivation of Nonlinear Mild-Slope Equation and Numerical Simulation)

  • Lee, Jung-Lyul;Park, Chan-Sung
    • 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해안해양공학회 2000년도 한국해안해양공학발표논문집 Proceedings of Coastal and Ocean Engineering in Korea
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    • pp.103-112
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    • 2000
  • Early efforts to model wave transformation from offshore to inshore were based on the ray theory which accounts for wave refraction due to changes in bathymetry and the diffraction effects were ignored. Prediction of nearshore waves with the combined effects of refraction and diffraction as well as reflection has taken a new dimension with the use of the mild-slope equation and the Boussinesq equation. (omitted)

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Boussinesq 방정식을 이용한 불규칙파의 비선형 파랑전파 수치모의 (Numerical simulation of nonlinear wave propagation of irregular waves with Boussinesq equation)

  • 한정용;권세영;심재설;전인식
    • 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해안해양공학회 2003년도 한국해안해양공학발표논문집
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    • pp.240-244
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    • 2003
  • 파랑의 변형 가운데 천수, 굴절, 회절, 반사를 예측하는 수학적 모형은 크게 두 가지 유형으로 나눌 수 있는데, 첫 번째로 파형경사인 ha(k:파수. $\alpha$:진폭)를 비선형의 매개변수로 하는 Stokes 파랑식이 있고, 두 번째로 상대파고인 $\alpha$/h를 비선형의 매개변수로 하고 상대수심인 kh를 분산성의 매개변수로 하는 천수방정식(Shallow water equation)이 있다. 파랑의 변형 가운데 천수, 굴절만을 예측하고 회절, 반사를 예측하지 못하는 수학적 모형으로는 에너지 이송방정식이 있다. (중략)

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비선형불규칙파의 군속도의 통계학적 특성 (Statistical Properties of Group Velocity in Nonlinear Random Waves)

  • 조용준
    • 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해안해양공학회 1993년도 정기학술강연회 발표논문 초록집
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    • pp.137-141
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    • 1993
  • 최근 천해역에서의 파랑의 변화양상에대한 많은 연구가 수행되어 괄목할만한 진전을 보였으나 그 연구범위가 단일한 형태의 파랑을 대상으로한 확정론적인 접근방법에 치우쳐 있었다. 그러나 해수면의 상당 부분은 언제나 불규칙한 파랑에 의해 점유되어 있다. 이러한 불규칙성은 바람의 mechanical energy가 해수면으로 전이되는 과정에 기인하는 데 [Phillips, 1980] 따라서 파랑장의 해석에는 통계적인 방법이 이용되곤한다. (중략)

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이완법을 이용한 SWASH 모형의 파랑 조파기법 개선 (Improvement of Wave Generation for SWASH Model Using Relaxation Method)

  • 신충훈;윤성범
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제29권4호
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    • pp.169-179
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    • 2017
  • 본 연구에서는 선형 및 비선형파의 안정적이고 정확한 조파를 위해 이완법을 이용한 조파기법을 비정수압 수치모형인 SWASH 모형에 적용하였다. 이완법을 이용한 조파기법을 검증하기 위해 선형파와 비선형파인 경우에 대해 수치실험을 수행하였고 해석해와 비교하였다. 그 결과 Stokes 파 영역으로부터 cnoidal 파 영역에 이르는 모든 경우의 입사파랑이 성공적으로 생성되고 전파되었다. 또한 파고와 파형이 해석해와 잘 일치하는 것을 확인할 수 있었다.