• 제목/요약/키워드: Reflection Boundary Condition

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시간의존 완경사방정식을 이용한 항내 파고분포 계산 (Computation of Wave Height Distribution Inside a Harbor Using Time-Dependent Mild-Slope Equation)

  • 곽문수;홍길표;편종근
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.18-27
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    • 1990
  • 항내 파랑모형의 여러 가지 요인을 종합해서 다를 수만 있다면 항만시설의 적절한 배치의 관건인 항내 정온도 판정에 기여하는 바가 매우 클 것이다. 본 논문은 시간의존 완경사방정식을 기본방정식으로 하고, 실제 항만의 반사조건에 적합한 임의반사율 환경조건을 도입하여, 파랑의 굴절, 회절, 천수효과 및 반사 등을 모두 고찰할 수 있는 수치모형을 확립하였다. 본 수치모형을 후포항에 적용하여 그 계산결과와 수리모형실험 및 Takayama 모형의 결과와 비교함으로 써 본 모형의 타당성을 검토하였다. 수리모형실험 결과와는 비교적 잘 일치하였고, Takayama 모형(1981)의 결과와도 유사한 결과를 보여주었다. 따라서, 본 수치모형은 항내 정온도를 판정함에 있어서 유용하게 쓰일 수 있을 것이다.

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수중 산란체의 수치적 산란해석 (Wave Scattering Analysis of Scatterers Submerged in Water by Using a Hybrid Numerical Approach)

  • 김재환;김세환
    • 한국음향학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.84-92
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    • 2000
  • 본 논문에서는 유한요소와 무한요소를 사용하여 수중 산란체의 산란해석을 수행하였다. 무한영역을 유한영역으로 나누어 유한영역은 유한요소를 사용하여 모델링하고 무한/유한 영역의 경계면에서는 비반사조건을 만족시키기 위하여 무한요소를 사용하되 파동 특성이 가미된 IWEE(Infinite Wave Envelope Element)를 사용하였다. 수중 강체구의 산란해석에 유한요소의 차수, 크기 및 유한요소 모델 그리고 IWEE가 미치는 영향을 살펴보았다. 수치적 산란해석에서 인위적 반사를 줄이기 위해서는 유한요소와 IWEE의 연결을 유연하게 하기 위하여 유한요소는 잘게 나누거나 이차요소를 사용하는 것이 좋으며 IWEE에서는 고차를 사용하는 것이 바람직하다.

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FDTD법을 이용한 구형도파관의 Slot 안테나 설계 (Design for Rectangular Waveguide Slot Antenna using FDTD Method)

  • 고지원;김광욱;김동철;임학규;민경식
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2000년도 춘계종합학술대회
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    • pp.147-151
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    • 2000
  • 본 논문은 3차원 유한차분시간영역법(FDTD)을 이용하여 구형도파관 슬랏 안테나를 해석하였다. 해석영역의 반사손실을 최소로 하기위해서 Mur의 2차 흡수경계조건을 사용하였다. 최적 설계를 위해 Time Step, 여진면 크기, 해석영역의 크기, 여진면의 위치 등의 변화에 따른 영향을 살펴보았다 구형도파관 슬랏 안테나 단일 소자에 대한 설계 결과를 기존의 실험결과와 비교하였다.

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단일계단 지형에서 변분근사법과 고유함수 전개법에 의한 파랑변형 비교 (Comparison between Variational Approximation and Eigenfunction Expansion Method for Wave Transformation over a Step Bottom)

  • 서승남
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제21권2호
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    • pp.91-107
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    • 2009
  • 단일 계단지형 위를 지나는 선형 파랑의 변형을 계산하기 위해 변분근사법과 고유함수 전개법을 사용하였다. 이들 수치해를 비교에서 반사율과 투과율 그리고 해면변위는 거의 일치한다. 그러나 계단 경계에서 유속 정합조건이 부여되었음에도 불구하고 계산된 x방향 유속의 수직구조는 차이를 보인다.

SEA 파라미터(연성손실계수)를 이용한 선박의 진동 파워흐름해석 (Vibration Power Flow Analysis of Ship Structures Using SEA Parameter(Coupling Loss Factor))

  • 박영호;홍석윤;박도현;서성훈;길현권
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2000년도 추계학술대회논문집
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    • pp.291-300
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    • 2000
  • This paper proposes the new hybrid analysis of vibration in the medium to high frequency ranges including PFA and SEA concept. The core part of this method is the applications of coupling loss factor(CLF) instead of power transmission, reflection coefficients in boundary condition. This method shows very promising compared to the classical PFA for the various damping loss factors and wide ranges of frequencies. Besides this paper presents the applicable method in Power Flow Finite Element Method by forming the joint element matrix with CLF. These hybrid concepts are expected to improve SEA and PFA methods in vibration analysis.

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파랑중 막 구조 방파제의 거동 특성 (On the Behavior of Membrane Breakwaters in Waves)

  • 조일형
    • 한국항만학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.17-22
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    • 1994
  • The wave interaction with flexible membrane such as PVC and fabrics is studied to prove its applicability to portable breakwaters. To obtain the wave exciting force acting on flexible membrane, eigen-function expansion method is employed. The effect of flexible is involved in body boundary condition in which x-directional displacement of membrane is obtained by solving the linear membrane equation. Displacement of membrane is assumed to be small compared to wavelength, therefore the tensile force of membrane remains constant. As the numerical examples, transmission and reflection coefficients according to the change of tensile forces are investigated. The hydrodynamic force on membrane, the dynamic tension in the mooring lines and the vertical displacement profile of membrane are also calculated. It is suggested that the flexible membrane can be used to engineering material for the future coastal/ocean applications.

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파랑 변형 해석을 위한 복합 유한요소 모형 (Hybrid finite element model for wave transformation analysis)

  • 정태화;박우선;서경덕
    • 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. .

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파랑중 유연한 그물망의 응답특성 해석 (Analysis on Response Characteristics of a Flexible Net Sheet in Waves)

  • 조일형
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제24권2호
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    • pp.89-96
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    • 2012
  • 유탄성이론과 고유함수전개법에 기초하여 규칙파중 유연한 그물망의 동적거동과 파랑하중을 살펴보았다. 그물망은 일정한 잠긴깊이를 가지고 수직으로 설치되어 있으며, 상단 끝은 수면에 고정되어 있고 하단 끝은 추에 연결되어 있다. 초기장력이 충분히 크다고 가정하여 장력의 동적 성분을 무시하였다. 유연한 그물망에서의 경계조건식은 투과효과를 나타내는 Darcy의 법칙과 유연성을 나타내는 물체 경계조건식이 결합된 형태이다. 개발된 해석모델은 불투과성/투과성 수직판과 유연막 모델로 확장이 가능하다. 해석모델을 이용하여 여러 설계변수(파랑특성, 공극율, 잠긴깊이, 초기장력)들의 변화가 그물망의 파랑하중과 거동특성에 미치는 영향을 살펴보았다.

동해항(東海港)의 부진동(副振動) 특성(特性)(2. 수치계산(數値計算)) (Characteristics of Harbor Resonance in Donghae Harbor (Part 2. Numerical Calculation))

  • 정원무;정경태;채장원
    • 대한토목학회논문집
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    • 제13권3호
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    • pp.185-192
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    • 1993
  • 장주기파(長週期波)의 침입(侵入) 변형(變形)에 의한 항내(港內) 수면교란(水面攪亂) 현상(現像)을 효과적(效果的)으로 분석(分析) 및 예측(豫測)하기 위하여 해석해(解析解)와 유한요소(有限要素)를 복합적(複合的)으로 사용한 수치모형(數値模型)을 이용하였다. 기본방정식(基本方程式)으로 완경사(緩傾斜) 방정식(方程式)을 사용하였으며, 고체(固體) 경계면(境界面)에서는 부분흡수(部分吸收) 경계조건(境界條件)을 사용하였다. 방파제(防波堤) 주변(周邊)과 항내(港內) 영역(領域)은 유한요소(有限要素)로 모형화(模型化)하고 항외(港外) 영역(領域)에서는 Helmholtz 방정식(方程式)의 해석해(解析解)를 이용하였다. Chen과 Mei(1974)의 방법(方法)을 이용하여 경계치(境界値) 문제(問題)의 범함수(凡凾數)를 구한 후 구성(構成)되는 최종적(最終的)인 연립방정식(聯立方程式)을 Gauss 소거법(消去法)으로 푸는 수치모형(數値模型)을 수립(樹立)하였다. 현장관측(現場觀測) 자료(資料)의 스펙트럼 분석(分析)으로 제시된 동해항(東海港)의 Helmholtz natural period 및 제(第)2 첨두주기(尖頭週期)는 수치계산(數値計算)으로 구해진 것과 잘 일치(一致)하였다. 항만구조물(港灣構造物)에서의 반사율(反射率)을 변화(變化)시키면서 구한 증폭비(增幅比)와 관측치(觀測値)의 비교(比較) 결과(結果) 반사계수(反射係數)를 0.99로 했을 때 가장 양호(良好)한 일치(一致)를 나타내었다.

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지면 임피던스를 고려한 레일 방사 소음의 파수영역 유한요소/경계요소 해석 (Numerical Analysis of Rail Noise Regarding Surface Impedance of Ground by Using Wavenumber Domain Finite and Boundary Elements)

  • 유정수;장승호
    • 한국철도학회논문집
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    • 제18권4호
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    • pp.289-300
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    • 2015
  • 철도 전동 소음은 철도에서 발생하는 대표적인 소음으로서 차륜과 레일의 음향 조도에 의해 가진 된 차륜 및 레일의 진동으로부터 발생한다. 철도 전동 소음 해석 시 레일 방사 소음은 자유 공간에 놓인 레일의 음향 방사 파워를 이용해 원거리에서 계산하므로, 일반적으로 소음원 모델에 지면 반사를 고려하지 않는다. 그러나 레일 주위의 근접 음장을 해석하고 저감 대책을 적용하기 위해서는 지면에 의한 음파의 반사를 고려해야 한다. 본 논문에서는 파수유한요소/경계요소법을 이용해 지면에 의해 발생하는 레일 소음의 변화와 그 특성을 살펴보았다. 해석은 먼저 레일이 강체 지면에 부착된 경우와 레일 패드 높이만큼 강체 지면에서 이격된 경우에 대해 방사효율을 구하고 그 결과를 비교하였다. 이를 통해 레일과 강체 지면의 이격 여부에 따라 레일 방사 소음에 크게 변화함을 확인하였다. 둘째로는 지면에 임피던스 경계조건을 부여하고 레일에서 방사되는 음향 파워 및 지향 특성의 변화를 살펴보았다.