• Structural Engineering and Mechanics
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• 제69권5호
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• pp.511-525
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• 2019

This paper presents an analytical study of wave propagation in simply supported graduated functional plates resting on a two-parameter elastic foundation (Pasternak model) using a new theory of high order shear strain. Unlike other higher order theories, the number of unknowns and governing equations of the present theory is only four unknown displacement functions, which is even lower than the theory of first order shear deformation (FSDT). Unlike other elements, the present work includes a new field of motion, which introduces indeterminate integral variables. The properties of the materials are assumed to be ordered in the thickness direction according to the two power law distributions in terms of volume fractions of the constituents. The wave propagation equations in FG plates are derived using the principle of virtual displacements. The analytical dispersion relation of the FG plate is obtained by solving an eigenvalue problem. Numerical examples selected from the literature are illustrated. A good agreement is obtained between the numerical results of the current theory and those of reference. A parametric study is presented to examine the effect of material gradation, thickness ratio and elastic foundation on the free vibration and phase velocity of the FG plate.

• Steel and Composite Structures
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• 제43권1호
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• pp.117-127
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• 2022

This study investigates the wave propagation in porous functionally graded (FG) sandwich plates subjected to hygrothermal environments. A new simple three-unknown first-ordershear deformation theory (FSDT) incorporating an integral term is utilized in this paper. Only three unknowns are used to formulate the governing differential equation by applying the Hamilton principle. The FG layer of the sandwich plate is modeled using the power-law function with evenly distributed porosities to represent the defects of the manufacturing process. The plate is subjected to nonlinear hygrothermal changes across the thickness. The effects of the power-law exponent, core to thickness ratios, porosity volume, and the relations between volume fraction and wave properties of porous FG plate under the hygrothermal environment are investigated. The results showed that the waves' phase velocities increase linearly with the waves number in the FGM plate. The porosity of the FG materials plate has a noticeable impact on the phase velocity when considering the high ratios of the core layer. It has a negligible effect on small core layers. Finally, it is observed that changing temperatures and moistures do not influence the relationship between the power law and the phase velocity.

• 물과 미래
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• 제20권1호
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• pp.49-54
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• 1987

일정수심에 해역에 주기적인 파장의 사련이 있는 겨우 파의 반사특성을 경계요소법의 선형요소에 의해 해석하였다. 파랑은 2차원 선형파 이론으로부터 해석하였으며, 입사파 방향은 사련상에 임의방향 (직각입사 또는 경사입사)으로 진행한다고 가정하였다. 본 계산의 신뢰도를 검증하기 위하여 기존의 실험적, 이론적 결과 및 수치결과와 각각비교하였다. 직각입사파에 대한 본 수치계산 결과, 사련의 파장이 수면파장의 1/2인 경우에 발생하는 Bragg공진반사가 잘 예측되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.595-605
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• 1994

해운대(海雲臺) 해수욕장(海水浴場)의 단(短) 장기적(長期的)인 해빈변형기구(海濱變形機構)를 파악하기 위하여 기존자료(旣存資料)의 수집분석(收集分析), 현지조사(現地調査) 및 수치모형실험(數値模型實驗)을 실시하였다. 해안선(海岸線) 및 해빈기면(海濱祈面) 측정자료(測定資料)의 해석(解釋)을 통하여 태풍통과(颱風通過)에 의한 해빈(海濱)의 퇴적(堆積) 및 침식기구(浸蝕機構)를 모식적(模式的)으로 설명하였다. 이러한 단기적(短期的)인 해빈변형기구(海濱變形機構)는 입사파(入射波)의 파향(波向)과 쇄파대(碎波帶)에서 발생하는 해빈류(海濱流)와 밀접한 관계(關係)가 있는 것으로 나타났다. 그리고 해빈폭(海濱幅) 실측자료(實測資料)를 이용한 해안선변형모형(海岸線變形模型)의 검증(檢證)을 통하여 대표파(代表波)의 제원(諸元)과 검증(檢證)파라미터를 도출하였다. 해운대(海雲臺) 해안(海岸)은 주입사(主入射) 파향(波向)이 SE계(系)이므로 장기적(長期的)으로는 동쪽에서 서쪽으로의 연안표사(沿岸漂砂)가 탁월하게 존재한다. 따라서 동쪽해안에서는 표사(漂砂)의 공급원(供給源)이 없으므로 해안침식(海岸浸蝕)을 일으키게 되고, 서쪽해안에 퇴적(堆積)한 모래는 폭풍시(暴風時) 고파랑(高波浪)에 의하여 외해(外海)쪽으로 유실(流失)된다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.2650-2652
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• 2011

The fiber reinforced composite materials have many advantages due to their high strength-to-density ratios. Thus they have been widely used in many industrial applications. As the wave propagation are closely related to dynamic analysis of structures, it is very important to predict them. This paper presents a wave propagation in the axially loaded axial-bending-shear coupled composite laminated beams which are represented by the Timoshenko beam models based on the first-order shear deformation theory.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.619-633
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• 1994

천해역(淺海域)에서 굴절(屈折), 회절(回折) 및 쇄파(碎波)를 고려한 범용성(汎用性)있는 파랑변형모형(波浪變形模型)을 개발하였다. 기존(旣存)이 완경사방정식(緩傾斜方程式)으로부터 고차(高次)의 회절항(回折項)을 고려한 포물형근사방정식(抛物形近似方程式)을 유도하였으며, 난류모형(亂流模型)을 도입하여 저면마찰(底面摩擦) 및 쇄파(碎波)에 의한 에너지 감쇠항(減衰項)을 정식화(定式化)하였다. 본 모형(模型)의 수치해(數値解)는 Crank-Nicolson의 음해법(陰解法)으로 계산하였으며, 계산결과(計算結果)는 원형천퇴(圓形淺堆), 타원형천퇴(楕圓形淺堆) 및 쇄파대(碎波帶)에서의 여러가지 수리실험결과(水理實驗結果)와 비교하였다. 쇄파대(碎波帶)에서 파고감쇠양상(波高減衰樣相)은 입사파(入射波)의 파형경사(波形傾斜)에 따라 민감(敏感)하게 반응(反應)하였으며, 타원형천퇴(楕圓形淺堆) 주변(周邊)에서 비선형분산관계(非線型分散關係)와 에너지 감쇠효과(減衰效果)는 파고변화(波高變化)를 잘 설명하였다. 그리고 본 모형(模型)을 현지해안(現地海岸)에 적용하여 타당성(妥當性)있는 계산결과(計算結果)를 얻었다.

• Earthquakes and Structures
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• 제15권4호
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• pp.369-382
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• 2018

A free vibration analysis and wave propagation of functionally graded porous beams has been presented in this work using a high order hyperbolic shear deformation theory. Unlike other conventional shear deformation theories, a new displacement field that introduces indeterminate integral variables has been used to minimize the number of unknowns. The constituent materials of the beam are assumed gradually variable along the direction of height according to a simple power law distribution in terms of the volume fractions of the constituents. The variation of the pores in the direction of the thickness influences the mechanical properties. It is therefore necessary to predict the effect of porosity on vibratory behavior and wave velocity of FG beams in this study. A new function of the porosity factor has been developed. Hamilton's principle is used for the development of wave propagation equations in the functionally graded beam. The analytical dispersion relationship of the FG beam is obtained by solving an eigenvalue problem. Illustrative numerical examples are given to show the effects of volume fraction distributions, beam height, wave number, and porosity on free vibration and wave propagation in a functionally graded beam.

• 한국해양공학회지
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• 제11권2호
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• pp.122-130
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• 1997

Coastal diaster induced by waves and countermeasures were investigated in the viewpoint of reduction of overtopping rate with enviroment in fishing port. The reduction method of wave overtopping rate using ecosystem control structures was proposed and studied on the efficiency by hydraulic and numerical experiments. The estimation models on wave overtopping rate was proposed after comparing previous models with dimensional analysis and experimental results. Control function o fwave overtopping by use of ecosystem controlstructures was simulated and discussed with combining wave shoaling-dissipation-breaking deformation model around ecosystem control structures and newly proposed calculation model for wave overtopping rate. Feasiblilty of ecosystem control structures could be confirmed for reduction of wave overtopping and fisheries-based multipurpose development of coastal zone.

• 한국해양공학회지
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• 제23권6호
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• pp.23-31
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• 2009

The interaction of incident monochromatic waves with a bottom-mounted vertical porous circular cylinder is investigated using the framework of the three-dimensional linear potential theory. The porosity of the circular cylinder is uniform vertically but varies in the circumferential direction. By adjusting the porosities of the circular cylinder, both the wave blocking performance of a porous semi-circular breakwater and the wave responses inside a circular harbor with an entrance are applied as calculation examples. It is found that the reflected waves, wave run-up, and wave forces are significantly reduced due to wall porosity, which are positive factors for a breakwater, and the amplification factor of a circular harbor at resonant frequencies is greatly reduced by a porous sidewall.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.45-49
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• 2011

본 연구에서는 일본 전력중앙연구소에서 수행된 wave fission 수리모형실험 자료를 토대로 일차원 FUNWAVE 수치모형을 이용하여 wave fission 현상을 재현하는 수치모의를 수행하였다. FUNWAVE 수치모형은 Boussinesq 방정식을 지배방정식으로 사용하고 있으며 파의 분산효과와 비선형 효과를 고려할 수 있는 수치모형이다. 따라서 wave fission의 주된 발생원인인 분산효과와 비선형효과에 대한 고려를 통해 수치모의 결과는 수리모형실험의 관측치와 상당히 잘 일치함을 확인할 수 있었다. 또한, 본 연구에서는 추가적으로 해수의 흐름이 존재하는 경우를 가정하고 수로 내 일정한 유량의 흐름을 추가하여 wave fission 일차원 수치모의를 수행하였다. 수치모의 결과 파의 진행방향과 반대방향으로 흐름이 존재하는 경우 wave fission으로 인한 수면변위의 크기가 상대적으로 증가함을 확인할 수 있었으며 반대로 파의 진행방향과 동일한 방향으로 흐름이 존재하는 경우 wave fission으로 인한 수면변위의 크기가 상대적으로 감소함을 확인할 수 있었다.