• 제목/요약/키워드: Ocean Wave Model

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실린더 형상에 따른 Wave Run-up 현상에 대한 연구 (Study on Wave Run-Up Phenomenon over Vertical Cylinder)

  • 이상범;한승윤;최영명;권순홍;정동우;박준수
    • 한국해양공학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.62-67
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    • 2013
  • In this paper, the wave run.up on a vertical cylinder is presented. Various cross sections of a cylinder were simulated using the panel method for various wave periods. Two.dimensional model tests were performed in a wave flume. The simulation results are compared with the test results. The simulation is based on the linear diffraction theory.

Experimental studies of impact pressure on a vertical cylinder subjected to depth induced wave breaking

  • Vipin, Chakkurunnipalliyalil;Panneer Selvam, Rajamanickam;Sannasiraj Annamalaisamy, Sannasiraj
    • Ocean Systems Engineering
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    • 제12권4호
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    • pp.439-459
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    • 2022
  • This paper describes experimental studies of impact pressure generated by breaking regular waves in shallow water on a vertical cylinder. Experimental work was carried out in a shallow water flume using a 1:30 - scale model of a vertical rigid circular hollow cylinder with a diameter 0.2 m. This represents a monopile for shallow water offshore wind turbines, subjected to depth induced breaking regular waves of frequencies of 0.8 Hz. The experimental setup included a 1 in 10 sloping bed followed by horizontal bed with a constant 0.8 m water depth. To determine the breaking characteristics, plunging breaking waves were generated. Free surface elevations were recorded at different locations between the wave paddle to the cylinder. Wave impact pressures on the cylinder at a number of elevations along its height were measured under breaking regular waves. The depth-induced wave breaking characteristics, impact pressures, and wave run-up during impact for various cylinder locations are presented and discussed.

부유식 가변 피치형 수직축 풍력발전기의 발전효율에 관한 실험 연구 (Experimental Study on Efficiency of Floating Vertical Axis Wind Turbine with Variable-Pitch)

  • 김재희;조효제;황재혁;장민석;이병성
    • 한국해양공학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.202-207
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    • 2018
  • This paper presents the efficiency of a floating vertical axis wind turbine with variable-pitch. A model was designed to use the lift force and drag force for blades with various pitch angles. The blade's pitch angle is controlled by the stopper. To validate the efficiency of the wind turbine discussed in this paper, a model test was carried out through a single model efficiency experiment and wave tank experiment. The parameters of the single model efficiency experiment were the wind speed, electronic load, and pitch angle. The wave tank experiment was performed using the most efficient pitch angle from the results of the single model efficiency experiment. According to the results of the wave tank experiment, the surge and pitch motion of a structure slightly affect the efficiency of a wind turbine, but the heave motion has a large effect because the heights of the wind turbine and wind generator are almost the same.

An integrated model for pore pressure accumulations in marine sediment under combined wave and current loading

  • Zhang, Y.;Jeng, D.-S.;Zha, H.-Y.;Zhang, J.-S.
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제10권4호
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    • pp.387-403
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    • 2016
  • In this paper, an integrated model for the wave (current)-induced seabed response is presented. The present model consists of two parts: hydrodynamic model for wave-current interactions and poro-elastic seabed model for pore accumulations. In the wave-current model, based on the fifth-order wave theory, ocean waves were generated by adding a source function into the mass conservation equation. Then, currents were simulated through imposing a steady inlet velocity on one domain and pressure outlet on the other side. In addition, both of the Reynolds-Averaged Navier-Stokers (RANS) Equations and $k-{\varepsilon}$ turbulence model would be applied in the fluid field. Once the wave pressures on the seabed calculated through the wave-current interaction model, it would be applied to be boundary conditions on the seabed model. In the seabed model, the poro-elastic theory would be imposed to simulate the seabed soil response. After comparing with the experimental data, the effect of currents on the seabed response would be examined by emphasize on the residual mechanisms of the pore pressure inside the soil. The build-up of the pore water pressure and the resulted liquefaction phenomenon will be fully investigated. A parametric study will also be conducted to examine the effects of waves and currents as well as soil properties on the pore pressure accumulation.

집중질량 라인모델을 이용한 Steel Lazy Wave Riser의 비선형 동적 해석 (Nonlinear Dynamic Analysis of Steel Lazy Wave Riser using Lumped Mass Line Model)

  • 오승훈;정재환;박병원;권용주;정동호
    • 한국해양공학회지
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    • 제33권5호
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    • pp.400-410
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    • 2019
  • In this study, the numerical code for the 3D nonlinear dynamic analysis of an SLWR (Steel Lazy Wave Riser) was developed using the lumped mass line model in a FORTRAN environment. Because the lumped mass line model is an explicit method, there is no matrix operation. Thus, the numerical algorithm is simple and fast. In the lumped mass line model, the equations of motion for the riser were derived by applying the various forces acting on each node of the line. The applied forces at the node of the riser consisted of the tension, shear force due to the bending moment, gravitational force, buoyancy force, riser/ground contact force, and hydrodynamic force based on the Morison equation. Time integration was carried out using a Runge-Kutta fourth-order method, which is known to be stable and accurate. To validate the accuracy of the developed numerical code, simulations using the commercial software OrcaFlex were carried out simultaneously and compared with the results of the developed numerical code. To understand the nonlinear dynamic characteristics of an SLWR, dynamic simulations of SLWRs excited at the hang-off point and of SLWRs in regular waves were carried out. From the results of these dynamic simulations, the displacements at the maximum bending moments at important points of the design, like the hang-off point, sagging point, hogging points, and touch-down point, were observed and analyzed.

수중타원형 천퇴상 불규칙파의 파랑쇄파류에 의한 변형 수치모의 (Numerical Simulation of Irregular Wave Transformation due to Wave-induced Current over a Submerged Elliptic Shoal)

  • 최준우;백운일;윤성범
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제19권6호
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    • pp.565-573
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    • 2007
  • 타원형 수중천퇴가 있는 지형을 통과하며 변형하는 파랑을 실험한 Vincent and Briggs(1989)의 불규칙파 실험조건을 수치모의하여 파랑과 흐름의 상호작용 효과를 연구하였다. 수치모의를 위해 SHORECIRC(흐름모형)와 REF/DIF S(파랑모형)를 결합한 모형과 파랑과 흐름을 동시에 계산하는 FUNWAVE를 이용하였다. 이 수치모의로부터 수중 천퇴상에서 발생된 쇄파류는 수중천퇴후면의 파 집중현상을 방해하고, 파랑을 천퇴중심축의 바깥쪽으로 굴절시켜, 파고를 상대적으로 감소시키는 역할을 하는 것을 확인할 수 있었다. 결합모형의 수치모의 결과는 쇄파류의 영향을 고려하지 않는 파랑모형만의 결과보다 실험치와 더 일치하였으며, FUNWAVE를 이용한 수치모의도 실험결과와 잘 일치하였다. 이는 파랑쇄파류의 파랑변형에 미치는 역할의 중요성을 확인시켜주는 것이다.

경기만 조석조건에서의 파랑변이 (Tidal Variation of Waves in Kyung-Gi Bay)

  • 김지웅
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.87-95
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    • 2000
  • 스펙트럼 천해파 모델을 두 가지의 다른 조위조건을 각기 합성하여 경기만 해역에 적용하였다 첫 번째의 조석과 파운동의 합성으로 일정 조위시 파운동의 파수보존식과 에너지 보존식만을 이용한 파랑수치모델링이다. 이와같은 일정조위시에는 조류가 존재하지 않는다 두 번째 조합은 조석의 연속방정식과 운동량방정식 파운동의 파수보존식과 에너지 보존식을 동적으로 연계한 수치 모델링이다. 전해역에 조위를 일정하게 지정하였을 때 주요 참고 지점의 유의 파고 및 파향 등을 검토하였고 조석과 파랑을 연계수치 모델링하였을때에 산정되는 유의 파고와 파향 등을 일정 조위로 가정하고 산정되는 결과와 비교 분석하여 제시하였다 이러한 수치모형의 계산결과시 조석조건에 따라 파고 및 파향의 변이가 심대하게 다를 수 있음을 확인하였다.

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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.

소파안벽의 수리학적 성능에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Hydraulic Performance of Wave Dissipating Quay Walls)

  • 김인철;이태환
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.195-202
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    • 2000
  • 최근에 항내 정온도를 향상시키고 월파량을 저감시키기 위하여 구조물 내에 공극을 두어 파의 에너지를 감쇠시키는 방법이 널리 행해지고 있다. 본 연구에서는 소파구조물 중에서 슬릿케이슨, 이글루블록 및 중공블록을 선택하여 이들의 수리학적 성능을 비교·검토하기 위하여 수리모형실험을 수행하였다. 평상파 조건에서 소파효과는 슬릿케이슨이 가장 양호한 결과를 보여주며, 설계파 조건에서 월파량의 저감효과는 슬릿케이슨과 이글루블록은 비슷하나 중공블록은 다소 저감효과가 떨어지는 경향을 보여주고 있다.

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