• 제목/요약/키워드: free-surface boundary condition

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정현파중에서의 잠수된 원형실린더의 비선형 운동에 관한 연구 (A Study on Nonlinear Motions of Submerged Circular Cylinder in Regular Wave)

  • 이호영;황종흘
    • 대한조선학회논문집
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    • 제35권1호
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    • pp.32-39
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    • 1998
  • 잠수된 원형실린더의 대진폭운동에 대한 수치해석이 제시된다. 방법은 포텐셜이론에 근간을 두고 정현파중에서 2차원 운동은 초기치 문제로 귀결된다. 완전한 비선형자유표면 조건은 수치 계산영역에서 적용되고, 비선형 수치해는 수치계산의 임의의 가정된 경계를 따라 외부영역에서의 선형해로서 부과된다. 잠수된 원형실린더의 대진폭운동의 계산은 직접적으로 시간영역에서 시뮬레이션된다. 계산결과로 부터 물체와 유체입자의 상호 운동은 부양운동과 표류운동에 중요한 효과를 준다.

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바닥 조파장치가 설치된 수로에서 규칙파의 유속장에 관한 해석해 개발 (Development of Analytical Solutions on Velocities of Regular Waves Generated by Bottom Wave Makers in a Flume)

  • 정재상;이창훈
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제34권3호
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    • pp.58-71
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    • 2022
  • 본 연구에서는 바닥 조파장치가 설치된 수로에서 재현된 규칙파의 2차원 유속장에 대한 해석해를 유도하였다. 바닥 조파장치로 삼각형 및 사각형 형상이 적용되었다. 선형파 이론과 움직이는 바닥에 대한 경계조건, 동역학적 및 운동학적 자유수면 경계조건을 이용하여 속도포텐셜을 유도하였으며, 이로부터 각 방향 성분의 유속에 대한 해석해를 구하였다. 적분식 형태로 유도된 속도포텐셜 및 유속에 대한 해석해를 수치해석으로 계산하였다. 유도된 해석해는 바닥 조파장치가 설치된 조파수로에서 규칙파의 유속 특성에 대해 물리적으로 타당한 결과를 보였다.

부지응답해석에 기초한 지하공간 내진설계 개념 (Aseismic design concept for underground space based on site response analysis)

  • 박인준;유지형
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제12권3호
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    • pp.257-264
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    • 2010
  • 본 논문은 부지응답해석 및 실내시험에 기초한 지하공간 내진설계 개념을 제안하는데 목적을 두고 있다. 설계응답 스펙트럼 및 가속도시간이력과 같은 입력운동의 통제점 위치와 기반암 가정물성이 내진설계에 매우 중요한 역할을 하고 있음을 본 연구결과를 통해 알 수 있었다. 그러므로 통제점 위치에 따른 지표면 자유장운동, 기반암운동 또는 암반노두운동 지반운동 변화를 합리적으로 모델링 할 수 있는 적절한 지반응답 모델을 이용하면 지진하중을 받는 지하공간의 합리적인 경계조건을 모사할 수 있고 현실적인 내진설계가 가능하다.

투과성 내부재가 설치된 사각형 탱크내의 슬로싱 해석 (Sloshing Analysis in Rectangular Tank with Porous Baffle)

  • 조일형
    • 한국해양공학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.1-8
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    • 2015
  • An analytical model of liquid sloshing is developed to consider the energy-loss effect through a partially submerged porous baffle in a horizontally oscillating rectangular tank. The nonlinear boundary condition at the porous baffle is derived to accurately capture both the added inertia effects and the energy-loss effects from an equivalent non-linear drag law. Using the eigenfunction expansion method, the horizontal hydrodynamic force (added mass, damping coefficient) on both the wall and baffle induced by the fluid motion is assessed for various combinations of porosity, submergence depth, and the tank's motion amplitude. It is found that a negative value for the added mass and a sharp peak in the damping curve occur near the resonant frequencies. In particular, the hydrodynamic force and free surface amplitude can be largely reduced by installing the proper porous baffle in a tank. The optimal porosity of a porous baffle is near P=0.1.

디지털 수치수조 기법에 의한 연안 Tsunami의 수치 시뮬레이션 (Numerical Simulation of a Near shore Tsunami Using a Digital Wave Tank Simulation Technique)

  • 박종천;전호환
    • 한국해양공학회지
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    • 제17권6호
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    • pp.7-15
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    • 2003
  • A Digital Wave Tank simulation technique, based on a finite-difference method and a modified marker-and-cell (MAC) algorithm, is applied in order to investigate the characteristics of nonlinear Tsunami propagations and their interactions with a 2D sloping beach, Ohkushiri Island, and to predict maximum wove run-up around the island. The Navier-Stokes (NS) and continuity equation are governed in the computational domain, and the boundary values are updated at each time step, by a finite-difference time-marching scheme in the frame of the rectangular coordinate system. The fully nonlinear, kinematic, free-surface condition is satisfied by the modified marker-density function technique. The near shore Tsunami is assumed to be a solitary wave, and is generated from the numerical wave-maker in the developed Digital Wave Tank. The simulation results are compared with the experiments and other numerical methods, based on the shallow-water wave theory.

열원을 가지고 상부가 개방된 사각공간내의 유동에 대한 수치 해석 (A Numerical Analysis in Top Opening Rectangular with a heating source)

  • 배강열;배철환;정효민;정한식
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2000년도 추계학술대회논문집B
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    • pp.321-327
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    • 2000
  • This study represents numerical analysis in top opening rectangular with a heating source. The governing equations were solved by a finite volume method, a SIMPLE algorithm was adopted to solve a pressure term. The top boundary with free surface was calculated by energy balance condition. As the results of simulations, the magnitudes of the velocity vectors and isotherms were very small at the lower space of a heating source. The mean Nusselt numbers are increased proportionally to the Grashof number, the heat transfer at Y/H=0.25 was greater than other positions.

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유체로 채워진 삼중 원통셸의 해석적 진동 특성 평가 (Evaluation of Analytical Vibration Characteristics for Triple Cylindrical Shells Filled with Fluid)

  • 지용관;이영신
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제12권2호
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    • pp.150-160
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    • 2002
  • The free vibration characteristics of the triple cylindrical shells filled with fluid are investigated. The triple cylindrical shells are filled with compressible fluid. The boundary condition is clamped at both ends. Analytical method is developed to evaluate natural frequencies of triple cylindrical shells using Sanders' shell theory and courier series expansion by Stokes' transformation. Their results are compared with those of finite element method to verify the validation of the method developed. The modal characteristics of shells filled with fluid at region 1, 2 and 3 are evaluated.

디지털 수치수조 기법에 의한 연안 Tsunami의 수치 시뮬레이션 (Numerical Simulation of Nearshore Tsunami Using a Digital Wave Tank Simulation Technique)

  • 박종천;전호환
    • 한국해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해양공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.231-239
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    • 2003
  • A Digital Wave Tank simulation technique based on a finite-difference method and a modified marker-and-cell (MAC) algorithm is applied to investigate the characteristics of nonlinear Tsunami propagations and their interactions with a 2D sloping beach and Ohkushiri island, and to predict maximum wave run-up around the island. The Navier-Stokes (NS) and continuity equation are governed in the computational domain and the boundary values updated at each time step by a finite-difference time-marching scheme in the frame of rectangular coordinate system. The fully nonlinear kinematic free-surface condition is satisfied by the modified marker-density function technique. The Nearshore Tsunami is assumed to be a solitary wave and generated from the numerical wavemaker in the developed Digital Wave Tank. The simulation results are compared with the experiments and other numerical methods based on the shallow-water wave theory.

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전자처리 스페클 패턴 간섭법(ESPI)을 이용한 복합재료의 진동 특성 해석에 관한 연구 (A Study on the Vibration Characteristics Analysis of Composite Materials by Using Electronic Speckle Pattern Interferometry Method)

  • 김경석;정성균;정현철;양승필;김형택;김동일;이승환
    • 한국정밀공학회지
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    • 제15권9호
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    • pp.68-74
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    • 1998
  • The ESPI(Electronic Speckle Pattern Interferometry) is a real time, full-field, non-destructive optical measurement technique that allows static and dynamic deformation analysis and surface shape measurements of engineering structures. e .g. turbine blades. vehicle engine components, body panels, etc. This technique is very similar to holographic interferometry, but uses a solid static camera and an image processing board for recording and digital processing of speckle patterns. In this paper it is presented that FEM results for the free vibration of symmetrically laminated composite as [30/-30/90]s. The natural frequencies of laminated composite rectangular plates having the particular boundary condition are experimentally obtained. In order to demonstrate the validity of the experiment, FEM analysis using ANSYS was performed and natural frequencies experimentally obtained is compared with calculation by FEM analysis. The results obtained from both experiment and FEM analysis show a good agreement.

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조파저항 계산을 위한 실용적인 방법 (A Practical Method for Computing Wave Resistance)

  • 이승준
    • 대한조선학회논문집
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    • 제31권1호
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    • pp.111-120
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    • 1994
  • 본 논문은 Van & Lee[1]의 후속 연구이다. [1]에서 얻어진 결과 중 제대로 설명되지 못했던 부분에 대한 논의를 하고, Tulin[2]의 엄밀해에 대해 간략하게 살펴보았다. 다음 Tulin의 엄밀해를 2차항까지 근사한 2차이론을 사용하여 2차원 몰수체가 저속으로 운동하는 경우에 대해 Poisson 형태와 Dawson[3] 형태의 자유표면조건이 얼마나 정확한 해를 주는지 알아보고자 하였다. 결과적으로 보다 나은 결과를 줄 수 있는 자유표면조건이 필요함을 보이고, 순전히 수치적인 관점에서 새로운 자유표면조건을 유도하였으며, 이를 사용하여 만족할 만한 결과를 얻을 수 있음을 보였다.

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