• 한국해안해양공학회지
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• 제3권1호
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• pp.14-20
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• 1991

심해에서 발생한 다방향불규칙 파랑이 수심변화에 의해서 어떠한 형태로 변형할 것인가를 명확히 파악하는 것은 연안구조물의 설계, 연안침식대책 공법의 확립에 있어서 중요한 과제이다. 본 연구는 선형파동이론을 적용할 수 있는 수심영역을 대상으로 에너지 평행방정식에 의해 방향 스펙트럼을 천수변형시킴으로써 얻어지는 제원을 입력조건으로서 파고, 주기, 파향의 결합확률분포를 수치적으로 구했고, 추정된 결합확률분포로부터 에너지 평형방정식의 천수변형예측에 대한 적용성을 수치적으로 검토했다. 또한 수심이 다른 2지점의 3성분 행렬배치에 의해 동시 측정되어진 방향 스펙트럼을 입력조건으로서, 천해역에 있어서의 방향 스펙트럼의 천수변형예측에 대한 에너지 평형방정식의 적용성 및 문제점에 대해서 검토한 것이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.67-75
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• 1986

본 연구에서는 파랑의 에너지 및 에너지 수송과 관련된 변량들의 계산과 그 비선형효과의 분석을 능률적으로 수행하기 위하여 설계파에 대한 비선형 흐름함수파이론을 도입한다. 흐름함수파이론은 비대칭성 파형을 갖는 실측파와 이론적인 대칭 파형을 갖는 설계파. 두 경우 모두에 사용할 수 있는 이론으로 Dean에 의해 처음 창안되었다. 후에 Dalrymple이 특정한 파고의 조건과 0의 평균해수면 변위의 조건을 만족하도록 하는 두 라그란지 승수를 사용하여 기존의 수치계산 과정을 개량함으로써 수치계산이 좀 더 효율적으로 수행되도록 하였다. 그리고 흐름함수의 계수 (Stream function coeffiicient)들은 본 연구를 위해 개량한 Marquardt algorithm을 사용하여 수치계산된다. 본 연구의 결과로서 평균 위치에너지와 평균 운동에너지, 평균 전에너지의 비선형효과는$L^*/L_O$의 감소와 $H/H_B$의 증가에 한결같이 증가하여 흐름함수이론과 비교하여 선형파이론이 항상 과대평가된다. 군속도와 파장의 비선형효과는 $H/H_B$의 증가에 한결같이 증가하되 선형파이론이 항상 과소평가된다. 마지막으로 평균 전에너지 Flux의 비선형효과는 천해파(shallow-water waves)에 대해서는 선형파이론이 과대평가되고 심해파 (deep-water waves)에 대해서는 선행파이론이 과소평가되는 양면성을 지닌다.

• 한국항해항만학회지
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• 제27권5호
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• pp.527-537
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• 2003

선박의 항행에 의해 발생되는 항주파의 특성은 선박의 속도와 수심 조건에 따라 크게 달라진다. 연안 항로에서 발생된 항주파는 주변 해안으로 전파됨에 따라 항만 내의 정온 수역을 교란하여 정박 중인 소형선박, 수영객 등에 돌발적이고도 심각한 위험을 가져다 줄뿐만 아니가 해안의 침식, 호안의 결괴 등의 피해를 주기도 한다. 지금까지 항주파에 관한 연구의 관심사는 일정 수심 조건에 대해 조파저항이나 조선에 미치는 영향을 분석하는 등 주로 조선공학도의 관점에서 검토가 대상이 되어 왔으며, 가변 수심을 가진 실제 해역에 있어서의 항주파 발생과 전파에 기인한 주변 해역의 영향은 그다지 검토되지 못하였다. 최근 고속선 등의 발달로 인해 천해역에서의 항주파로 인한 인근 해역의 피해가 더욱 우려되고 있는 추세이다. 따라서 실제 수역에서의 항주파의 발달과 그 전파과정은 조사할 필요가 있는 것이다. 본 연구에서는 연안해역의 얕고 복잡한 수로와 다양한 선속 조건에 대한 항주파의 발생 및 전파를 예측하기 위하여 고정 좌표계에서 Boussinesq 방정식을 토대로 항주파 수치예측 모형을 구축하였다. 제안된 모형은 수리모형실험 결과와의 비교를 통하여 검증하였으며, 또한 실제 수로를 토대로 한 가변 수심역에 개발된 모형을 적용하여 수신 변화 고려의 중요성을 확인하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.79-90
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• 2009

본 논문에서는 심해부터 천해에 까지 적용가능한 동적결합형 태풍 해일-조석-파랑 수치모델을 태풍 매미에 적용하여 모델의 안정성과 정확성을 검증하였다. 동적결합형 모델은 해수유동 모델인 POM을 수정한 모듈과 심해 풍파모델인 WAM을 심해부터 천해까지 적용가능하도록 수정한 모듈로 구성되어 있다. 수정 POM 모듈에서 조위, 조류 와 해일을 계산하며, 수정 WAM 모듈에서 풍파를 계산하여 상호 계산된 결과를 주고 받도록 결합된 동적결합형 모델이다. 수정 WAM 모듈에서는 잉여응력과 바람에 의한 마찰응력, 해수면 조도계수 등의 계산결과가 POM으로 제공되며 수정 POM 모듈에서는 유속, 조위면 등의 정보가 WAM으로 제공된다. 개발된 수치모델을 태풍 매미에 적용하여 계산된 결과를 관측된 파랑 및 조위자료와 비교하여 정확성을 검증하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.10-15
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• 2012

선형의 천수방정식을 이용하여 에너지 감쇠가 있는 경우의 파랑특성을 분석하였다. 기하광학기법을 이용하여 위상속도 및 에너지속도를 이론적으로 유도하였으며 수치모형을 통하여 검증하였다. 에너지감쇠가 있는 경우 파고, 위상속도, 에너지속도 모두 변하면서 파랑변형에 영향을 끼쳤다. Euler 의 접근법에 의하여 복소수 형태의 파수를 사용할 경우 에너지 감쇠가 클수록 위상속도는 감소하는 반면에 에너지속도는 위상속도보다 큰 값을 가지면서 꾸준히 증가하는 결과가 나왔다. Lagrange의 접근법에 의하여 복소수 형태의 각주파수를 사용할 경우 에너지 감쇠가 발생하는 파군이 에너지속도로 전파하는 사실을 확인할 수 있었다. 또한 파랑의 천수와 굴절이 발생하는 경우 두 경우 다 에너지속도의 영향을 받는 것을 이론으로 발견하였고, 경사면 위로 파랑이 전파하는 경우 이 사실을 수치실험으로 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권1호
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• pp.161-167
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• 2022

낮은 수심에 있는 수중보를 통과하는 해양파 문제는 수심이 낮아지면서 발생하는 Shoaling 효과, 이로 인한 비선형파의 간섭효과, 그리고 수중보를 통과한 후 수심이 다시 깊어지면서 발생하는 파주기 별 분산효과 등을 복합적으로 포함하고 있다. 따라서, 이 문제는 해양파의 이론적 접근이나 CFD의 유효성을 검증하는 좋은 사례로 많이 활용되고 있는데, 주로 규칙파에 대해서 시간영역에서의 파형변화를 수조실험 결과와 비교하여 분석한다. 본고에서는 주파수 영역에서의 에너지 스펙트럼 변화를 분석하여, OpenFOAM 등의 CFD를 적용함에 있어서 초기위상조건 등 별다른 제약이 없는지, 비선형파의 간섭효과로 인한 배음 주파수 간의 에너지 교환이 나타나는지 등을 연구하였다.

• 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.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2004년도 학술대회지
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• pp.149-153
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• 2004

본 연구에서는 태풍의 천애역 내습시 태풍의 풍역이동과 위험반경내의 풍향 풍속 변화를 해안지형의 특성에 따라 파랑이 충분히 발달할 수 있는 해역을 대상으로 발생가능한 풍향별 취송거리 및 관측된 풍향 풍속으로 천해설계파를 산정하기 위한 한가지 수치해석기법을 소개한다. 이를 통해 구조물 전면에서의 파고계산을 위해서는 구역을 결정할 때 해역의 개방 정도 및 폐쇄성과 태풍중심 이동경로가 천해설계파 산정시 중요함을 강조 할 수 있다. 실시간 해석기법에 대해서 부가적인 재해석 절차가 필요한 상황이지만 본 연구의 해석기법은 연안 해안지역의 천해설계파를 추정함에 있어 태풍의 천해역 통과시 풍역의 변화특성과 이를 고려한 파랑의 불획 정성을 극복하고 보완 할 수 있는 천해설계파 산정을 위한 기초적 연구로서 활용될 수 있을 것이라 판단된다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제2권1호
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• pp.51-57
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• 1990

수심변화가 완만하고 흐름이 없는 곳을 파가 전파할 때 겪게되는 침수, 굴절 및 회절현상의 해석에는 3차 Stokes파 이론에 의한 선형, 비선형, 포물형 방정식이 이용되며, 여기서는 바닥마찰과 바람의 영향은 고려하지 않는다. 이 포물형 방정식으로 암초가 있는 경우에 대해 수치해석을 수행하여 기존의 실험치와 비교 검토하였고, 회절과 굴절효과의 중요성을 고찰했다. 천해파의 특성변화 해석에는 Boussinesq방정식에 기초한 포물형 방정식이 이용된다. 흐름이 없는 경우에 방파제를 따라 전파하는 Cnoidal파의 회절현상을 수심이 변하고 입사각이 변하는 경우에 대해 수치해석을 하여 Stem wave의 특성에 대해 논의하였다.

• Journal of Ship and Ocean Technology
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• 제5권2호
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• pp.50-61
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• 2001

In this paper, nonlinear interactions between water waves and a horizontally submerged circular cylinder are numerically simulated. In this case, the nonlinear interactions between them generated a wave breaking phenomenon. The wave breaking phenomenon plays an important role in the wave farce. Negative drifting forces are raised at shallow submerged cylinders under waves because of the wave breaking phenomenon. For the numerical simulation, a finite difference method based on the unsteady incompressible Navier-Stokes equations and the continuity equation is adopted in the rectangular grid system. The free surface is simulated with a computational simulation method of two-layer flow by using marker density. The results are compared with some existing computational and experimental results.