• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제22권5호
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• pp.670-679
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• 1998

The solution of hyperbolic equation with wave nature has sharp discontinuties in the medium at the wave front. Difficulties encounted in the numrtical solution of such problem in clude among oth-ers numerical oscillation and the representation of sharp discontinuities with good resolution at the wave front. In this work inviscid Burgers equation and modified heat conduction equation is intro-duced as hyperboic equation. These equations are caculated by numerical methods(explicit method MacCormack method Total Variation Diminishing(TVD) method) along various Courant numbers and numerical solutions are compared with the exact analytic solution. For inviscid Burgers equa-tion TVD method remains stable and produces high resolution at sharp wave front but for modified heat Conduction equation MacCormack method is recommmanded as numerical technique.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제3권3호
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• pp.159-173
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• 2011

The two different numerical approaches for solving the nonlinear ship wave problem are discussed in the present paper. One is based on a panel method, which neglects the viscous effects. The other is based on a finite volume method, which take into account the viscous effects by solving RANS equations. Focus is laid upon on the advantages and disadvantages of two methods. The developed methods are applied to calculating the flow around Series 60 hull to validate the performance of the present nonlinear methods. Although the two methods employ quite different numerical approaches, the calculated wave patterns from both methods show good agreements with the experiments. However the potential method simu-lates the global wave pattern accurately, while the viscous method shows better performance for the local wave prediction near a ship.

• 한국항만학회지
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• 제8권1호
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• pp.23-30
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• 1994

This study discusses the wave transformation(wave reflection and transmission) by a impermeable submerged breakwater with one ray, and integrated horizontal wave pressure acting on the structure. Numerical method in this study is based on the simplified eigenfunction expansion method and linear wave theory. Although this method is very simple, the results give good agreement with the one of the strict eigenfunciton expansion method, especially, in case that the crown width of the submerged breakwater becomes longer and its crown water depth shallower. Therefore, it is concluded that this simplified method is one good method in planning coastal structures as like the submerged breakwater in this study, and computing their wave transformations.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.1445-1451
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• 1994

해안구조물에 작용하는 설계파압(設計波壓)을 수치적으로 계산하기 위해서는 먼저 쇄파한계(碎波限界)에 가까운 큰 중복파랑을 수치적으로 재현할 필요가 있다. 이를 위해서는 지배방정식(支配方程式)과 비선형항(非線形項)을 포함하는 경계조건을 효과적으로 반영해야 하며 특히, 자유표면(自由表面) 경계조건(境界條件)에서의 속도의 제곱항의 처리가 중요하다. 본 연구에서는 Newton 방법을 이용하여 제곱항을 충실히 반영하므로써 일반적인 셜계파 성향에 거의 상응하는 중복파랑을 재현하였으며 기존의 섭동법(攝動法) 또는 Fourier 전개 기법 및 수리실험 결과와 비교하여 그 정확도를 검토하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제26권6호
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• pp.7-13
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• 2012

This paper presents a numerical study of the wave loads acting on offshore structures using a Cartesian-grid-based flow simulation method. Finite volume discretization with a volume-of-fluid (VOF) method is adopted to solve two-phase Navier-Stokes equations. Among the many variations of the VOF method, the CICSAM scheme is applied. The body boundary conditions are satisfied using a porosity function, and wave generation is carried out by using transient (wave or damping) zone approaches. In order to validate the present numerical method, three different basic offshore structures, including a sphere, Pinkster barge, and Wigley model, are numerically investigated. First, diffraction and radiation problems are solved using the present numerical method. The wave exciting and drift forces from the diffraction problems are compared with potential-based solutions. The added mass and wave damping forces from the radiation problems are also compared with the potential results. Next, the wave-induced motion responses of the structures are calculated and compared with the existing experimental data. The comparison results are fairly good, showing the validity of the present numerical method.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.299-310
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• 2003

SASW 실험으로 지반의 전단강성 구조를 구하는 해석과정에 있어서 위상속도의 계산은 SASW 실험의 신뢰도를 좌우하는 매우 중요한 단계이다. 기존의 SASW 자료 분석기법 중 위상속도의 계산은 전문가적 경험을 이용한 위상각 스펙트럼의 분석이 선행되어야 하는데, 위상각 스펙트럼 분석 과정의 난해성은 SASW 기법의 일반화에 장애가 되어 왔었다. 본 연구에서는 SASW 기법에 적용가능하고, 위상속도 계산에 전문가적 경험을 배제할 수 있으며, 자동화함으로써 효율성을 제고할 수 있는 위상속도 계산 기법을 제안하였다. 본 연구에서 제안한 기법은 다층구조 지반에서의 표면파의 주파수파수 특성을 이용하였으며, 그 개념에 기초하여 주파수파수 기법(Frequency-Wave Number Technique)이라고 하였다. 본 연구에서 제안한 기법의 신뢰성을 검증하기 위하여, SASW 수치실험을 수행하였다. 그리고 SASW 수치실험에 의해 구한 이론 전달함수로부터 위상속도를 계산하여, 위상각전개법으로 구한 위상속도와 비교 검토하였다. 또한, 경기도$\bigcirc$$\bigcirc$ 지구에서 수행한 SASW 실험자료에 대해 본 연구에서 제안한 기법을 적용하여 현장적용성 및 실용성을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제21권11호
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• pp.1413-1421
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• 1997

A new control method to alleviate the impulsive noise at the exit of high-speed railway tunnel was applied to the compression wave at the entrance of the tunnel. This method uses the interaction phenomenon of unsteady expansion wave and unsteady compression wave. Unsteady expansion wave was assumed to be made instantaneously by the simple theory of shock tube. Total Variation Diminishing method was employed to solve the axisymmetric unsteady compressible flow field with a specified compression wave. Numerical results show that the maximum pressure gradient of the propagating compression wave decreases with increase of the wave length of the unsteady expansion wave. It is found that the impulsive noise reduction can be obtained when the unsteady expansion wave with a large wave length is emitted just before the train enters the tunnel. The present results give the possibility to reduce the impulsive noise at the exit of tunnel.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제62권6호
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• pp.781-788
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• 2017

In this paper, a stress wave model is established to describe the three states (separate, contact and impact) of clearance joints. Based on this stress wave model, the propagation characteristics of stress wave generated in clearance joints is revealed. First, the stress wave model of clearance joints is established based on the viscoelastic theory. Then, the reflection and transmission characteristics of stress wave with different boundaries are studied, and the propagation of stress wave in viscoelastic rods is described by the characteristics method. Finally, the stress wave propagation in clearance joints with three states is analyzed to validate the proposed model and method. The results show the clearance sizes, initial axial speeds and material parameters have important influences on the stress wave propagation, and the new stress waves will generate when the clearance joint in contact and impact states, and there exist some high stress region near contact area of clearance joints when the incident waves are superposed with reflection waves, which may speed up the damage of joints.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 추계학술대회 논문집(제1권)
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• pp.195-201
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• 2006

해양구조물에 유기되는 파랑력과 해양파에 의한 해양구조물의 운동특성에 대한 연구는 선형이론에 근거한 통계적인 방법에 의해 꾸준히 연구되어왔다. 이러한 연구는 선형이론의 제한성으로 인해 파 스펙트럼의 극한에 해당하는 극한파에 대해서는 적용하기 어려운 점이 있다. 본 연구에서는 간단한 구조물에 대하여 극한파에 의한 파랑력을 추정하는 수치기법을 개발하였다. 극한파는 선형 파랑 집중법을 이용하여 수치적으로 구현하여 바닥면에 고정된 수직 실린더에 작용하는 파랑력을 추정하였다. 또한 수직 실린더의 유탄성 응답을 고려하여 강체인 경우와 탄성체의 경우에서 극한파에 의한 파랑력 변화를 고찰하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제31권1호
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• pp.21-27
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• 2007

해양구조물에 유기되는 파랑력과 해양파에 의한 해양 구조물의 운동특성에 대한 연구는 선형이론에 근거한 통계적인 방법에 의해 꾸준히 진행되어왔다. 이러한 연구는 선형이론의 제한성으로 인해 파 스펙트럼의 극한에 해당하는 극한파에 대해서는 적용하기 어려운 점이 있다. 본 연구에서는 극한파에 의해 구조물에 작용하는 파랑하중을 추정하는 수치기법을 개발하였다. 수치기법으로는 변분법에 근거한 유한요소법을 사용하였다. 선형 파랑 집중법을 이용하여 수치적으로 극한파를 구현하였으며, 이를 이용하여 바닥면에 고정된 수직 실린더에 작용하는 파랑하중을 추정하였다. 또한 수직 실린더의 유탄성 응답을 고려하여 강체인 경우와 탄성체의 경우에서 극한파에 의한 파랑하중 변화를 고찰하였다.