• 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.

• 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.

• 한국수자원학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.195-205
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• 2000

도달시간 산정에 있어 고려되어야 할 요소에는 유역형상과 흐름상태, 유출특성 등이 있다. 한편 Singh(1976)은 지표면흐름을 Kinematic Wave 이론으로 해석하였으며 유역형상을 평면형상과 수렴형상, 발산형상으로 분류하여 유역형상에 따른 도달시간 산정식을 제시하였다. 본 논문에서는 Singh이 제시한 평면형상에서의 도달시간 산정식에 기초하여 불투수 지표면 유출에서의 도달시간 산정을 다루었다. 이를 위한 이론식 유도는 흐름을 개수로 흐름(층류, 완난류, 전난류)으로 파악하여 수행하였고 각 개수로 흐름상태에 대한 이론식을 제시하였다. 또한 강우강도를 주요 인자로 고려하여 재현기간별 강우강도를 포함한 근사식 즉 복합형 도달시간 산정식을 개발하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권12호
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• pp.1579-1584
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• 2011

본 논문에서는 파도의 에너지를 전기에너지로 변환하는 파력발전시스템에 대해 다루며, 발전기 및 12개의 암을 가진 가동물체형 파력발전기를 기구학적 구속조건을 이용하여 다물체 동역학 모델링 하였다. 새롭게 제안하는 파력발전기의 기어 메커니즘과 구속방정식 및 전달되는 힘요소에 대해 동역학적으로 모델링하였다. 파력은 시간영역에서 모리슨 방정식을 이용하여 수치적으로 계산하여 모델에 적용하였다. 시스템 거동해석을 위해 상용 다물체동역학 해석프로그램인 MSC/ADAMS를 이용하였다. 파력발전시스템의 파도에 대한 안정성을 검토하고 동적 거동 특성을 분석하였다. 하중에 따라 거동 특성을 분석한 결과 Yaw 운동은 상대적으로 적게 나타났으며 파고 1 m 이상일 경우 충분한 운동에너지가 발생함을 알 수 있다.

• Journal of Ship and Ocean Technology
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• 제5권1호
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• pp.38-54
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• 2001

A finite difference method for calculating turbulent flow and surface wave fields around a ship model is evaluated through the comparison with the experimental data of a Series 60 $C_B$=0.6 ship model. The method solves the Reynolds-averaged Navior-Stokes Equations using the non-staggered grid system, the four-stage Runge-Kutta scheme for the temporal integration of governing equations and the Bladwin-Lomax model for the turbulence closure. The free surface waves are captured by solving the equation of the kinematic free-surface condition using the Lax-Wendroff scheme and free-surface conforming grids are generated at each time step so that one of the grid surfaces coincides always with the free surface. The computational results show an overall close agreement with the experimental data and verify that the present method can simulate well the turbulent boundary layers and wakes as well as the free-surface waves.

• 한국농공학회지
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• 제32권E호
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• pp.33-46
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• 1990

Abstract Over 700/0 of the rural land area in Korea is mountainous and small watersheds provide most of the water resources for agricutural use. To provide an appropriate tool for the agricultural water resource development project, SNUA2, a mathematical model for simulating the physical processes governing the precipitation-runoff relationships and predicting the storm and long-term runoff quantities from the small mountainous watersheds was developed. The hydrological characteristics of small mountainous watersheds were reviewed to select appropriate theories for the simulation of the runoff processes, and a deterministic and distributed model was developed. In this, subsurface flows are routed by solving Richard's two dimensional equation, the dynamics of soil moisture contents are simulated by the consideration of phenological factors of canopy plants and surface flows are routed by solving the kinematic wave theory by numerical analysis. As a result of an application test of the model to the Sanglim watershed, peak flow rates of storm runoff were over-estimated by up to 184.2%. The occurence time of peak flow and total runoff volume of storm runoffs simulated were consistent with observed values and the annual runoff volumes were simulated in the error range of less than 5.8%.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.267-277
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• 1993

본 논문에서는 유한요소법을 2차원 난류경계층에 적용하였으며, 점성유체의 시간의존 비압축성 운동을 시간과 압력장(場)에서 Navier-Stokes방정식과 vorticity방정식을 이용하여 정식 화하였다. 수치계산방법은 Galerkin방법에 기초하였으며, 난류 경계층의 eddy kinematic viscosity에 대해서는 Prandtl의 혼합거리이론을 도입하였다. 난류 경계층에서 파동에 의한 임의 저면에서 저질의 이동을 수치계산하였다. 유한 요소법에 의해 얻어진 결과는 진동흐름에 의한 경계층과 파동에 의한 경계층에서의 특성의 차이를 분명히 하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제5권3호
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• pp.212-220
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• 1993

불규칙파를 스펙트럼으로 파악하여 천해에서 천수, 굴절, 회절, 마찰 및 쇄파 등에 의하여 변이하는 현상을 해석하였다. 지배방정식은 에너지보존식과 파수벡타보존식인데 파수벡타보존식에 회절효과를 고려하는 항을 포함하였다. 스펙트럼형상을 재현하기 위하여는 선형누적법을 사용하였으며, 스펙트럼에 대한 대표 마찰계수를 간단히 산정하는 약산식을 개발, 사용하여 마찰손실효과를 고려하였다. 또한 천해역에서의 쇄파를 고려하기 위하여 Kitaigorodskii의 평형조건식을 수정하여 적용하였다. 본 연구에서 개발된 모형을 실험조건에 적용하여 검증한 결과, 계산치가 실측치와 잘 일치함을 알 수 있었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제72권3호
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• pp.329-338
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• 2019

In this paper, the magnetic field influence on the wave propagation characteristics of graphene nanosheets is examined within the frame work of a two-variable plate theory. The small-scale effect is taken into consideration based on the nonlocal strain gradient theory. For more accurate analysis of graphene sheets, the proposed theory contains two scale parameters related to the nonlocal and strain gradient effects. A derivation of the differential equation is conducted, employing extended principle of Hamilton and solved my means of analytical solution. A refined trigonometric two-variable plate theory is employed in Kinematic relations. The scattering relation of wave propagation in solid bodies which captures the relation of wave number and the resultant frequency is also investigated. According to the numerical results, it is revealed that the proposed modeling can provide accurate wave dispersion results of the graphene nanosheets as compared to some cases in the literature. It is shown that the wave dispersion characteristics of graphene sheets are influenced by magnetic field, elastic foundation and nonlocal parameters. Numerical results are presented to serve as benchmarks for future analyses of graphene nanosheets.

• 한국수자원학회논문집
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• 제45권4호
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• pp.419-430
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• 2012

도로 배수시설 설계시 수리 및 수문요소 분석이 적절하게 적용되어야 하지만, 현재는 계산의 복잡함 때문에 충분히 고려되지 못하고 있다. 본 연구에서는 강우지속시간이 10분 이하인 도로배수유역에 적합한 분단위 강우강도식의 개발, 국내 도로배수유역의 지형 특성을 사실적으로 반영할 수 있는 운동파 모형 이론을 접목한 표면 박류 강우-유출 모형의 개발및검증, 노면배수시설설계, 암거단면규격산정및각종수로설계등의모형개발, 개발된 모형들을 도로설계자가 쉽게 익혀서 신속 정확하게 활용할 수 있도록 사용자 편의를 고려한 도로배수설계 전산프로그램을 개발하였다. 개발된 모형을 이용하여 적용성 검토를 수행하였으며, 현행 설계 방법과 개발된 설계 방법을 비교한 결과 노면 배수시설의 설치 간격은 6~65% 짧게 계산되었으며, 횡단 배수시설의 단면 크기는 6~140% 크게 계산되었다.