International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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제12권1호
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pp.733-742
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2020
Taking the cylindrical float of the floating fence of a floating litter collection device as the research object, based on the shallow immersion characteristics of the cylindrical float, the Morison equation is modified, and the interaction between regular waves and the partially immersed horizontal cylindrical float is discussed in combination with scale model test. The results show that the modified Morison equation can accurately predict the wave force of the horizontal cylindrical float and reveal the influence of amplitude, immersion depth and period on the wave force of the cylindrical float. For partially immersed cylindrical floats, the wave force increases with the increase in wave height and decays with the increase in period. The positive value distribution of the wave force is larger than that of the negative direction, and the difference between the positive and negative directions is mainly affected by the immersion depth.
본 연구에서는 파랑과 흐름이 공존하는 해역에서 수위변화 및 흐름효과 고려 유무에 대하여 파랑모델을 수행하여 그 결과를 비교하였다. 해수유동장은 RIAMOM 모델 결과를 적용하였으며 파랑모델은 SWAN모델을 적용하였다. 바람자료는 ECMWF, NCEP 및 JMA의 3가지에 대하여 관측자료를 비교적 잘 재현하는 JMA 자료를 적용하였다. 수치모의는 2016년 1월~8월까지 8개월간 수행하였으며, 각 경우에 대하여 관측자료와의 비교를 위하여 2.5 m이상의 고파랑 기간에 대해 파고변화를 검토하였다. 분석결과, 수심이 깊은 파랑관측부이 정점에서는 수위/흐름효과를 고려할 경우 파고변화가 크지 않게 나타났으나, 수심이 얕은 비교 정점에서는 수위/흐름효과의 고려 여부에 따라 5~10%의 유의미한 파고변화가 나타났다.
International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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제5권4호
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pp.614-624
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2013
The resonance power buoy is a convincing tool that can increase the extraction efficiency of wave energy. The buoy needs a corresponding draft, to move in resonance with waves within the peak frequency band where wave energy is concentrated. However, it must still be clarified if the buoy acts as an effective displacement amplifier, when there is insufficient water depth. In this study, the vertical displacement of a circular cylinder-type buoy was calculated, with the spectrum data observed in a real shallow sea as the external wave force, and with the corresponding draft, according to the mode frequency of normal waves. Such numerical investigation result, without considering Power Take-Off (PTO) damping, confirmed that the area of the heave responses spectrum can be amplified by up to about tenfold, compared with the wave energy spectrum, if the draft corresponds to the peak frequency, even with insufficient water depth. Moreover, the amplification factor of the buoy varied, according to the seasonal changes in the wave spectra.
지진해일을 수치모의할 때 임의로 구성된 유한요소망과 양해법을 사용하면서도 Boussinesq 방정식과 같은 정도의 물리적 분산효과를 고려할 수 있는 능동적인 분산보정 2차원 유한요소모형을 개발하였다. 새로운 기법을 이용하여 계산한 수치해와 파의 분산효과를 고려한 해석해의 비교를 통해 본 연구에서 개발한 분산보정기법의 타당성을 입증하였다. 그 결과 개발된 수치모형이 상당히 정확함을 보였다.
The construction of the coastal structures and reclamation work causes the circulation reduced in the semi-closed inner water area and the unbalanced sediment budget of beach results in an alteration of beach topography. Among the various fluid motions in the nearshore zone water particle motion due to wave and wave-induced currents are the most responsible for sediment movement. Therefore it is needed to predict the effect of the environmental change because of development and so the prediction of wave transformation dose. The purpose of this study is to introduce the relation between waves wave-induced currents and sediment movement. In this study we will show numerical method using energy conservation equation involving reflection diffraction and reflection and the surfzone energy dissipation term due to wave breaking is included in the basic equation. For the wave-induced current the momentum equation was combined with radiation stresses lateral mixing and friction Various information is required in the prediction of wave-induced current depending on the prediction tool. We can predict changes in wave-induced current from the distribution of wave especially near the wave breaking zone. To evaluate these quantities we have to know the local condition of waves mean sea level and so on. The results from the wave field and wave-induced current field deformation models are used as input data of the sediment transport and bottom change model. Numerical model were established by a finite difference method then were applied to the development plan of the eastern Pusan coastal zone Yeonhwa-ri and Daebyun fishing port. We represented the result with 2-D graphics and made comparison between before and after development.
The ship wave phenomena in the restricted waterway were investigated by a numerical analysis. The Euler and continuity equations were employed for the present study. The boundary fitted and moving grid system was adopted to enhance the computational efficiency. The convective terms in the governing equations and the kinematic free surface boundary condition were solved by the Constrained Interpolated Profile (CIP) algorithm in order to solve accurately wave heights in far field as well as near field. The advantage of the CIP method was verified by the comparison of the computed results by the CIP and the Maker and Cell (MAC) method. The free surface flow simulation around Wigley hull was performed and compared with the experiment for the sake of the validation of the numerical method. The present numerical scheme was applied to the free surface simulation for various canal sections in order to understand the effect of the sectional shape of waterways on the ship waves. The wave heights on the side wall and the shape of the wave patterns with their characteristics of flow are discussed.
Recently, coastal structures have been built to protect coastal areas. However, if a tidal wave caused by an earthquake hits the coast, it would cause catastrophic damages. It is important to analyze the basics and the characteristics of a tsunami to reduce damages caused by natural disasters. In this study, a tsunami passing over different topographical changes is simulated with VOF method based on FVM(Finite Volume Method). The reduction of both scale and velocity is accomplished by similarity analysis, and an initial energy is generated by increasing the water level as needed to create a tsunami as if it is caused by a crustal movement. It is found that the present method is appropriate to simulate the tsunami with its mechanism.
파랑의 분산관계식에서 상대수심이 반복적으로 표현되는 순환 관계를 이용하여 파랑분산식의 양해를 개발하였다. 순환 관계를 이용한 해의 초기값으로 Eckart(1951), Hunt(1979)의 해와 심해와 천해에서의 해를 사용했다. 순환해 가운데 심해에서의 해를 초기값으로 사용한 해를 제외하고는 모두 참값으로 수렴하였다. 특히, Hunt의 해를 초기값으로 사용한 해는 다른 해보다 더 빠르게 수렴했다. 순환해는 휴대용 계산기를 사용하여 손 쉽고 빠르게 구할 수 있는 장점이 있다. 선형파의 변형을 예측하기 위하여 해석 해를 사용할 경우 파랑분산식의 양해를 사용해야 하는 데 본 연구에서 개발한 순환해를 사용하면 기존의 양해를 사용한 것보다 더 정확한 해석 해를 도출할 것이다.
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.
1984년 9월에서 1986년 8월 사이 천수만의 천해역에서는 지인망으로, 수심이 깊은 곳에서는 otter trawl로 망뚝어류를 채집하여 계절에 따른 종 조성 변화를 분석하고, 주 어종의 연령 및 체장조성을 이용하여 그 생태를 추정하였다. 조사기간동안 총 14종의 망둑어류가 출현하였으며, 수심이 깊은 곳보다 천해역에서 망둑어류의 밀도가 높았다. 조사기간 동안 채집된 어류 가운데 망둑어류는 펄질과 모래질 쇄파대에서 각각 39%와 66%를 차지하였다. 망둑어류는 배지느러미가 흡반모양으로 변형되었고, 새조골도 발달하여 다른 어류가 서식하기 어려운 파도작용에 의하여 해수의 유동이 크고 혼탁도가 높은 쇄파대에 적응하여 이 환경의 이점을 이용하며 우점하는 것으로 추정된다. 얼룩망둑 (Chaenogobius mororanus)은 쇄파대, 특히 펄질쇄파대를 우점하였으며, 산란기인 봄철에 성어가 대량 출현하였고 여름에서 가을 사이 유어가 채집되었다. 날개망둑 (Favonigobius gymnauchen)은 모래질 및 펄질 천해역에 연중 출현하였고, 모래질 쇄파대에서 상대적으로 우점도가 높았다. 풀망둑 (Acanthogobius basta)의 유어는 여름에서 가을 사이 천해역을 보육장으로 이용하고 성장하면서 수심이 깊은 곳으로 이동하는 것으로 판단된다. 쉬쉬망둑 (Chaturichthys stigmatias)은 천해역에서는 거의 채집되지 않았고 otter trawl에 만 채집되어 수심이 깊은 곳에서 주로 서식하는 것으로 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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