• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.128-134
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• 2003

Numerical study on interactions of waves and currents has considerable practical interests in coastal and ocean engineering. And wave-current interactions strongly influence wave characteristics, current profiles, and forces on offshore structures. Presence of currents affects wave properties such as wave height and wave profiles. Furthermore, in case of the irregular waves, it is more complicated problem. The propose of present study, using the one-dimensional wave-current numerical model is based on the extended Boussinesq equation(Madsen, 1991) and an alternative form of wave-current dispersion relation(Mohiuddin, 1999, 2000) including wave action concept, is to simulate wave propagation in a current field including the irregular waves and discuss applicability of the model in a wave-current field.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제8권2호
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• pp.188-197
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• 2016

Offshore substructures have been developed to support structures against complex offshore environments. The load at offshore substructures is dominated by waves, and deformation of waves caused by interactions with the current is an important phenomena. Wave load simulation of fixed offshore substructures in waves with the presence of uniform current was carried out by numerical wave tank technique using the commercial software, FLUENT. The continuity and Navier-Stokes equations were applied as the governing equations for incompressible fluid motion, and numerical wavemaker was employed to reproduce offshore wave environment. Convergence test against grids number was carried out to investigate grid dependency and optimized conditions for numerical wave generation were derived including investigation of the damping effect against length of the damping domain. Numerical simulation of wave and current interactions with fixed offshore substructure was carried out by computational fluid dynamics, and comparison with other experiments and simulations results was conducted.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.675-678
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• 2008

The effect of wave and current interactions on jet-like current flowing against waves was investigated based on numerical simulations. The numerical simulations are conducted by a combined model system of REF/DIF(a wave model) plus SHORECIRC(a current model) and a Boussinesq equation model, FUNWAVE. In the simulations, regular and irregular waves refracted due to the jet-like opposing current were focused along the core region of current, and the jet-like current was earlier spreaded when the waves had larger wave heights. The numerical results show that the rapid change of wave height distribution in transverse direction near current inlet plays a significant role to spread the jet-like current. In other words, the gradients of radiation stress forcing in transverse direction have a more significant effect on the jet-like current than its relatively small gradients forcing in flowing direction, which tend to accelerate the current, do. In conclusion, it is indispensible to take into account the interaction effect of wave transformation and current characteristics when waves meet the opposing jet-like current such as river mouth.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권4호
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• pp.645-650
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• 2016

본 연구에서는 기존의 수리모형실험에서 나타나는 파랑-흐름 상호작용에 의한 파고감쇠현상을 분석하기 위하여 Navier-Stokes Solver를 이용한 수치시뮬레이션을 수행하였다. 파랑과 흐름이 만날 경우, 유속의 난류성분이 증가하여 난류강도가 커지는 것을 확인하였다. 이것으로부터 파랑이 전파될수록 난류의 영향으로 파랑에너지가 감소하고, 파고가 줄어드는 현상을 이해할 수 있었다. 그리고 흐름의 유속이 증가할수록 난류강도가 증가함으로 파고감쇠효과가 크게 나타났다. 또한 파랑이 동일한 거리를 전파할 때에 파고가 작을수록, 주기가 짧을수록 파고감쇠현상이 심화되는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국해양공학회지
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• 제31권1호
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• pp.36-46
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• 2017

Most of the studies on the hydraulic characteristics of wave-current interaction have used 2-D hydraulic experiments or 2-D numerical simulations. However, it is difficult to understand the wave-current interaction found in actual estuaries using these. Therefore, a numerical water tank was constructed in this study to perform simulations involving a 3-D river mouth. The result showed a change in the water surface at the river mouth from the wave-current interaction. With an increase in the ratio ($V_c/C_i$) between the river current and wave celerity, the wave height and mean water level of the river increased at the wave and current meeting point. A higher $V_c/C_i$ caused a stronger wave-current interaction and increased the turbulence kinetic energy. Thus, the wave height attenuation became larger by the wave-current interaction with a higher $V_c/C_i$. In addition, it was possible to understand the flow characteristics in the vicinity of the river mouth as a result of the wave-current interaction using the mean flow and mean time-averaged velocity at the mid-cross section of river.

• 한국해안해양공학회지
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• 제19권6호
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• pp.565-573
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• 2007

타원형 수중천퇴가 있는 지형을 통과하며 변형하는 파랑을 실험한 Vincent and Briggs(1989)의 불규칙파 실험조건을 수치모의하여 파랑과 흐름의 상호작용 효과를 연구하였다. 수치모의를 위해 SHORECIRC(흐름모형)와 REF/DIF S(파랑모형)를 결합한 모형과 파랑과 흐름을 동시에 계산하는 FUNWAVE를 이용하였다. 이 수치모의로부터 수중 천퇴상에서 발생된 쇄파류는 수중천퇴후면의 파 집중현상을 방해하고, 파랑을 천퇴중심축의 바깥쪽으로 굴절시켜, 파고를 상대적으로 감소시키는 역할을 하는 것을 확인할 수 있었다. 결합모형의 수치모의 결과는 쇄파류의 영향을 고려하지 않는 파랑모형만의 결과보다 실험치와 더 일치하였으며, FUNWAVE를 이용한 수치모의도 실험결과와 잘 일치하였다. 이는 파랑쇄파류의 파랑변형에 미치는 역할의 중요성을 확인시켜주는 것이다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2006년 창립20주년기념 정기학술대회 및 국제워크샵
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• pp.80-90
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• 2006

The influence of waves on the dynamic properties of bending moments at the root of blades of tidal stream vertical axis rotors is reported. Blade theory for wind turbine is combined with linear wave theory and used to analyse this influence. Experiments were carried out to validate the simulation and the comparison shows the usefulness of the theory in predicting the bending moments. The mathematical model is then used to study the importance of waves for the fatigue design of the blade-hub connection.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.491-497
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• 2008

수치실험을 통해 파랑과 흐름의 상호작용이 파랑전파방향과 반대방향으로 유출되는 유사제트류에 미치는 영향을 연구하였다. 파랑모형인 REF/DIF S와 흐름모형인 SHORECIRC의 결합모형을 이용하여 수치모의를 수행하였다. 유사제트류의 영향으로 굴절된 파랑은 흐름의 중심영역을 따라 집중화되고 높은 파고를 갖는 파랑에서 유사제트류가 더 일찍 퍼지는 현상이 나타났다. 수치결과로부터 유출구 부근에서 유사제트류 진행의 횡방향으로 급격한 파고변화가 유사제트류를 진행방향 좌우로 퍼지게 하는 데 중요한 역할을 한다는 것을 알 수 있었다. 즉, 흐름의 횡방향으로 작용하는 파잉여응력 기울기항이 흐름의 진행방향으로 작용하여 흐름을 강화시키는 파잉여응력 기울기항보다 유사제트류에 더 큰 영향을 미치게 된다. 결론적으로 하구에서처럼 흐름과 반대방향으로 입사하는 파랑이 있는 곳에서는 파랑과 흐름사이의 상호영향이 반드시 고려되어야 한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.1463-1476
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• 2014

본 연구에서는 파랑과 흐름이 공존하는 하구 주변의 수리특성 및 지형변동특성을 이해하기 위하여 새롭게 3차원 지형변동 모델을 개발함과 더불어 3차원 파동장 모델과 양방향 연성 수치모델을 제안하였다. 그리고 파랑-흐름 공존장에서의 파고분포, 연직유속분포, 해저파이프라인 저면의 지형변동 및 고립파 내습 시에 해빈 저면 부유사 농도의 시간분포에 관한 수리모형실험결과들과 비교 분석하여 개발한 연성 수치모델을 검증하였다. 이로써 본 연구에서 개발한 연성 수치모델의 타당성 및 유효성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 이 연성 수치모델이 파랑과 흐름이 공존하는 하구지역의 지형변동 예측에 적용이 가능한 것을 확인하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제19권6호
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• pp.557-564
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• 2007

타원형 수중천퇴가 있는 지형을 통과하며 변형하는 파랑을 실험한 Vincent and Briggs(1989)의 실험조건을 수치모의하여 규칙파 변형에 대한 파랑과 흐름의 상호작용 효과를 연구하였다. 수치모의를 위해 흐름모형 SHORECIRC와 파랑모형 REF/DIF 1 그리고 SHORECIRC와 파랑모형 SWAN을 결합한 모형과 파랑과 흐름을 동시에 계산하는 FUNWAVE를 이용하였다. 이 수치모의로 부터 수중천퇴상에서 발생된 쇄파류는 수중천퇴후면의 파집중현상을 방해하고, 파랑을 천퇴중심축의 바깥쪽으로 굴절시켜, 파고를 상대적으로 감소시키는 역할을 하는 것을 확인할 수 있었다. 두 결합모형의 수치모의 결과는 쇄파류의 영향을 고려하지 않는 파랑모형만의 결과보다 실험치와 일치하였으나, 중복파가 발생되는 경우 SWAN모형과 REF/DIF모형으로부터 계산되어지는 잉여응력(radiation stress)에 문제가 있다는 것을 알 수 있었다. 또한, FUNWAVE를 이용한 수치모의는 실험결과와 완벽히 일치하였다. 이는 파랑쇄파류의 파랑변형에 미치는 역할의 중요성을 확인시켜주는 것이다.