• 제목/요약/키워드: Wave transformation model

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Analysis of Numerical Model Wave Predictions for Coastal Waters at Gunsan-Janghang Harbor Entrance

  • Lee Joong-Woo;Lee Hak-Seung;Lee Hoon;Jeon Min-Su;Kim Kang-Min
    • 한국항해항만학회지
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    • 제29권7호
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    • pp.627-634
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    • 2005
  • Gunsan-Janghang Harbor is located at the mouth of Gum River, on the central west coast of Korea The harbor and coastal boundaries are protected from the effects of the open ocean by natural coastal islands and shoals due to depositions from the river, and two breakwaters. The navigation channel commences at the gap formed by the outer breakwater and extends through a bay via a long channel formed by an isolated jetty. For better understanding and analysis of wave transformation process where a wide coastline changes appear due to on-going reclamation works, we applied the spectral wave model including wind effect to the related site, together with the energy balance models. This paper summarizes comparisons of coastal responses predicted by several numerical wave predictions obtained at the coastal waters near Gunsan-Janghang Harbor. Field and numerical model investigations were initially conducted for the original navigation channel management project. We hope to contribute from this study that coastal engineers are able to use safety the numerical models in the area of port and navigational channel design.

해안선 변형 예측에 대한 수치모델 연구 (A Study on the Numerical Model for Predicting Shoreline Changes)

  • 박정철;한건모;김재중
    • 한국해양공학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.156-161
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    • 1993
  • Structures built in the coastal area often cause unexpectedly severe shoreline change on the adjacent beaches. Therefore, beach evolution is one of the most important problem in the coastal engineering. Beach evolution in the coastal area consisted of wave transform model and sediment transport model. Ebersoale's elliptic mild slope equation which considered the effect of combind wave refraction and perline and Dean's one line theory for the sediment transport model were used in this study. Kwangan beach was selected as study area and field observations were done. Numerical simulation for beach evolution in the Kwangan beach was performed and shoreline change predictions were suggested as results.

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감천항내의 파랑변형 특성 (Characteristics of Wave Trasnformation in Gamcheon Harbor)

  • 김재중;김기철;이정만
    • 한국항만학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.399-408
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    • 1999
  • Copeland’s(1985) hyperbolic mild-slope equation including diffraction refraction and reflection in the wave field is used as a governing equation in this study. The result of Maruyama & Kajima(1985) is used to calculate wave direction and that of Watanabe & Maruyama(1986) is used as a energy dissipation formula. Numerical solutions are obtained by the Leap-Frog scheme and compared with Watanabe & Maruyama’s (1984) hydraulic experimental results and numerical simulation results for the detached breakwater. This wave model is applied to a detached breakwater and compared with Watanabe and Maruyama’s (1984) hydraulic model results to check the characteristics of reflected wave field around a detached breakwater. The distribution of wave height and we phase in front of a detached breakwater is more accurate than the Watanabe and Maruyama’s numerical results. The results from our wave model show good agreements with the others and also show nonlinear effects around the detached breakwater. This model is applied to the Gamcheon harbor of pusan. the field observations were carried out at Pusan harbor wave station in 1986-1995 and the results were accepted as a design wave condition in this study. The wave height and wave period was measured by Dong-A university at one station in the Gamcheon harbor in 1996-1997 and used as a calibration criterion. The measured data were used as input data for the numerical simulation and also compared with simulated results. The numerical simulation shows a fairly good results which considering the effect of topographic characteristics and effect of narrow entrance due to two separated breakwaters in Gamcheon harbor. The wave distribution characteristics inside Gamcheon harbor is quite different with the offshore wave direction and wave period.

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딥러닝을 이용한 외해 해양기상자료로부터의 항내파고 예측 (Wave Prediction in a Harbour using Deep Learning with Offshore Data)

  • 이건세;정동현;문용호;박원경;채장원
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제33권6호
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    • pp.367-373
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    • 2021
  • 본 연구에서는 항내 파고를 신속하고 비교적 정확하게 예측할 수 있는 딥러닝 모델을 구축하였다.다양한 머신러닝 기법들을 외해파랑의 항내로 전파 변형 특성을 감안하여 모델에 적용하였으며 스웰로 인해 하역중단 문제가 심각했던 포항신항을 모델적용 대상지로 선정하였다. 모델의 입력 자료는 외해의 파고, 주기, 파향 그리고 출력 및 예측 자료로는 항내 파고자료로 하여 모델을 학습시켰다. 이때 자료의 전처리 과정으로 항내·외 파랑 시계열자료의 상관성을 감안하여 파향 자료를 분리하는 방법을 적용하고 딥러닝 기법을 이용하여 모델을 학습하였다. 결과적으로 모델을 통해 예측한 값이 항내관측치의 파고 시계열자료를 잘 재현하였으며 모델의 안정성을 크게 향상시켰다.

복수 연직 주상구조물에 작용하는 비선형파력과 구조물에 의한 비선형파랑변형의 3차원해석 (3-Dimensional Analysis for Nonlinear Wave Forces Acting on Dual Vertical Columns and Their Nonlinear Wave Transformations)

  • 이광호;이상기;신동훈;김도삼
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제20권1호
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    • pp.1-13
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    • 2008
  • 본 연구에서는 복수의 대형 연직 주상구조물을 중심으로 구조물에 작용하는 비선형파력과 구조물에 의한 비선형파랑변형을 검토하며, 수치해석의 이론으로 쇄파나 강비선형 파랑을 고정도로 해석할 수 있는 Navier-Stokes방정식에 근거한 3차원 VOF(Volume Of Fluid)법을 적용하였다. 본 수치해석의 타당성을 검증하기 위해 파랑변형과 파력에 대한 기존의 수리실험결과와 본 수치해석결과를 비교 검토하였으며, 이로부터 2기로 구성된 임의형상의 연직 주상구조물에 대해 구조물 형상, 구조물 배치간격, 파의 입사각도 변화에 따른 파력과 파랑변형의 특성을 논하였다.

지형변화에 의한 파랑전파모형: 산란체법과 변환행렬법 (Wave Propagation Models Due to Topographic Change: Scatterer Method and Transfer Matrix Method)

  • 서승남
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제22권3호
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    • pp.163-170
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    • 2010
  • 평면파 근사식에 기초한 지형에 의한 파랑변형 모형인 산란체법과 변환행렬법을 비교하여 특성을 분석하였다. 산란체법의 결과가 기존 엄밀해에 보다 근접하고 내재한 물리현상을 보다 명확히 설명하는 것으로 평가된다. 이들은 해석해로 계산이 빠르고 용이하며 지형이 비교적 단순한 경우에는 상당한 정밀도를 보인다.

에너지 감쇠영역으로 인한 파랑변형 (Wave Transformation Due to Energy Dissipation Region)

  • 윤종태
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.135-140
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    • 1999
  • 에너지 감쇠역으로 인한 파의 변형을 모의하기 위하여 타원형 수치모형을 구성하였다. 해석방정식은 에너지 감쇠항이 추가된 타원형 완경사 방정식을 사용하였다. 개방경계조건에는 포물형 가정을 도입하였고 이를 위해 수치기법으로는 GCGM을 사용하였다. 원형감쇠역에 대한 수치실험을 통하여 감쇠역 전부에서의 반사파의 생성, 감쇠효과에 의한 파고감소 등을 확인할 수 있었고 해석해와 잘 일치하였다. 사각형 감쇠역에 대한 실험을 통하여 감쇠계수의 크기에 따른 파고분포의 변화를 살펴보았고 감쇠역 주변에서는 회절효과에 의한 파고의 증가가 매우 완만히 진행됨을 확인하였다. 이러한 수치실험을 통하여 에너지 감쇠구조 또한 반복기법을 사용한 타원형 수치모형으로 잘 모의할 수 있음을 확인하였다.

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확장형 완경사방정식을 이용한 Ebersole형 파랑변형 모형 (Ebersole-Type Wave Transformation Model Usiog Extended Mild-Slope Equations)

  • 정신택;이창훈
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제31권6호
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    • pp.845-854
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    • 1998
  • Ebersole(1995)의 접근법을 사용하여 Massel(1993)의 확장형 완경사방정식에서 유도되는 eikonal 식과 파랑 에너지전송식과 또한 파수의 비회전성을 이용하여 파랑변형을 예측하였다. 완경사방정식에 무시되었으나 확장형 완경사방정식에 고려된 고차의 수심변화 효과, 즉 수심경사의 제곱 및 수심의 곡률이 고려되면 수심변화가 심한 경우에 더 정확한 해석이 될 것이라는 예측이 수치실험 결과 제대로 나타나지 않았다. 이는 수심변화가 심한 경우 eikonal 식에서 고려된 회절의 효과가 제대로 반영되지 않아서 해석결과에 오류가 발생하는 것이 아닌가 판단된다.

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Estimation of Harbor Responses due to Construction of a New Port in Ulsan Bay

  • Lee, Joong-Woo;Lee, Hoon;Lee, Hak-Seung;Jeon, Min-Su
    • 한국항해항만학회지
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    • 제28권7호
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    • pp.619-627
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    • 2004
  • Introduction of wave model, considered the effect of shoaling, refraction, diffraction, partial reflection, bottom friction, breaking at the coastal waters of complex bathymetry, is a very important factor for most coastal engineering design and disaster prevention problems. As waves move from deeper waters to shallow coastal waters, the fundamental wave parameters will change and the wave energy is redistributed along wave crests due to the depth variation, the presence of islands, coastal protection structures, irregularities of the enclosing shore boundaries, and other geological features. Moreover, waves undergo severe change inside the surf zone where wave breaking occurs and in the regions where reflected waves from coastline and structural boundaries interact with the incident waves. Therefore, the application of mild-slope equation model in this field would help for understanding of wave transformation mechanism where many other models could not deal with up to now. The purpose of this study is to form a extended mild-slope equation wave model and make comparison and analysis on variation of harbor responses in the vicinities of Ulsan Harbor and Ulsan New Port, etc. due to construction of New Port in Ulsan Bay. We also considered the increase of water depth at the entrance channel by dredging work up to 15 meters depth in order to see the dredging effect. Among several model analyses, the nonlinear and breaking wave conditions are showed the most applicable results. This type of trial might be a milestone for port development in macro scale, where the induced impact analysis in the existing port due to the development could be easily neglected.

수정 FUNWAVE-TVD 수치모형을 이용한 파랑변형 (Wave Transformation using Modified FUNWAVE-TVD Numerical Model)

  • 최영광;서승남
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제27권6호
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    • pp.406-418
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    • 2015
  • 기존 FUNWAVE-TVD 버전 2.1 모형을 수정한 본 모형의 검증을 위해 고립파 실험, Vincent and Briggs(1989)의 비쇄파 및 쇄파 실험, Luth et al. (1994)의 수리실험을 수행하였다. 쇄파 실험의 경우 기존 결과와 비교하기 위하여 eddy viscosity를 이용한 쇄파 방법도 포함하였다. Eddy viscosity 쇄파 방법을 이용하여 Vincent and Briggs(1989)의 쇄파 실험에 적용한 결과 수정된 모형에서는 수중천퇴 중심의 y축을 기준으로 파랑류(wave-induced current)의 대칭성이 유지되었으나 FUNWAVE-TVD 버전 2.1 모형에서는 대칭성이 유지되지 않았다. 또한 eddy viscosity 쇄파 방법을 이용한 경우가 천수방정식으로 전환하여 쇄파를 모의하는 방법보다 관측치에 더 가깝다. 그리고 FUNWAVE-TVD 버전 2.1 모형에 사용한 기법들과 비교하기 위하여 Erduran et al.(2005)이 제시한 4차 정확도의 MUSCL-TVD 기법과 minmod limiter를 이용한 3차 정확도의 기법을 적용하여 고립파의 전파 양상을 비교 검토하였다.