• 제목/요약/키워드: nonlinear shallow water theory

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비선형 천해파의 스펙트라 (Spectra of nonlinear shallow water waves)

  • 나르시세자히보;이라디덴쿠로바;에핌페리높스키
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.355-360
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    • 2007
  • 본 논문에서는 수심이 일정한 수조에서의 비선형 천해파의 변형 과정에 대한 연구를 수행하였다. 파랑의 최초 쇄파에 대한 특성을 자세히 분석하고, 비선형파의 경사 및 퓨리에 스펙트럼을 산정하였다. 분석결과 스펙트럼의 진폭은 실용적으로 추산이 가능한 파랑 경사를 이용하여 표현할 수 있다.

천해역(淺海域)에서 파(波)와 흐름의 상호작용(相互作用)에 의한 파랑변형(波浪變形) (Wave Transformation with Wave-Current Interaction in Shallow Water)

  • 이정규;이종인
    • 대한토목학회논문집
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    • 제11권2호
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    • pp.77-89
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    • 1991
  • 수심(水深)이 변하고 흐름이 존재(存在)하는 곳에서 천해파(淺海波)의 파랑변형(波浪變形) 해석(解析)에는 Boussinesq방정식(方程式)에 기초(基礎)한 포물형방정식(抛物形方程式)이 이용된다. 이안류(離岸流)는 Stokes파(波) 이론(理論)의 적용한계(適用限界)를 넘어선 곳에서 발생하므로 본(本) 연구(硏究)에서는 흐름이 존재하는 천해역(淺海域)에서 적용이 가능한 비선형(非線形) 포물형방정식(抛物形方程式)으로 수심변화(水深變化)에 의한 천수현상(淺水現象)과 흐름과의 상호작용(相互作用)에 의한 파(波)의 굴절(屈折) 및 회절현상(回折現象)을 해석(解析)하였고, 흐름은 상대적(相對的)으로 강한 흐름과 약한 흐름을 발생시켜 흐름의 세기에 의한 영향(影響)에 대해 비교(比較) 검토(檢討)하였으며, 수치해석(數値解析)은 쇄파(碎波)가 일어나기 전까지 수행(遂行)하였다.

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천수에서 2차원 수치파 수조에 대한 계산 (A Numerical Study on 2-Dimensuional Tank with Shallow Draft)

  • 임춘규
    • 한국해양공학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.1-5
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    • 2000
  • A numerical analysis for wave motion in the shallow water is presented. The method is based on potential theory. The fully nonlinear free surface boundary condition is assumed in an inner domain and this solution is matched along an assumed common boundary to a linear solution in outer domain. In two-dimensional problem Cauchy's integral theorem is applied to calculate the complex potential and its time derivative along boundary.

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Analytical Rapid Prediction of Tsunami Run-up Heights: Application to 2010 Chilean Tsunami

  • Choi, Byung Ho;Kim, Kyeong Ok;Yuk, Jin-Hee;Kaistrenko, Victor;Pelinovsky, Efim
    • Ocean and Polar Research
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    • 제37권1호
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    • pp.1-9
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    • 2015
  • An approach based on the combined use of a 2D shallow water model and analytical 1D long wave run-up theory is proposed which facilitates the forecasting of tsunami run-up heights in a more rapid way, compared with the statistical or empirical run-up ratio method or resorting to complicated coastal inundation models. Its application is advantageous for long-term tsunami predictions based on the modeling of many prognostic tsunami scenarios. The modeling of the Chilean tsunami on February 27, 2010 has been performed, and the estimations of run-up heights are found to be in good agreement with available observations.

사각형 동조 액체 감쇄장치(TLD)에서 조절하중의 수치적 산정 (Numerical Evaluation of Control Force in Rectangular Tuned Liquid Damper)

  • 정일영;황종국
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 1995년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.250-257
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    • 1995
  • The properties of Tuned Liquid Damper are investigated theoretically. In this study, numerical model is a nonlinear model for a rectangular TLD under horizontal motion on the basis of the shallow water wave theory, where the damping of the liquid motion is included semianalytically. For TLD subjected to harmonic external force, the liquid motion of TLD is simulated. Analysis result is showed that liquid motion in TLD is strongli nonlinear even under small excitation.

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파군에 따른 장주기파의 거동특성 (Characteristics of the Group-Bounded Long Wave)

  • 이철응;이길성
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.61-71
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    • 1994
  • 2차 비선형 이론과 잉여응력 이론으로는 해석이 곤란한 실측된 불규칙파군에 따른 장주기파를 유도할 수 있는 식을 제시하였다. Longuet-Higgins와 Stewart(1965)가 제안한 식을 수정하여 보다 쉽게 파군속에 내재된 장주기파를 유도할 수 있게 하였다. 제시된 방법의 결과는 2차 비선형 이론으로 계산한 규칙 파군 및 불규칙 파군의 결과와 매우 잘 일치하였다. 특히 천수역에서는 2차 비선형 이론 및 잉여능력 이론의 이론식과 동일하게 됨을 알았다.

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SMALL AMPLITUDE WAVE IN SHALLOW WATER OVER LINEAR AND QUADRATIC SLOPING BEDS

  • Bhatta, Dambaru D.;Debnath, Lokenath
    • Journal of applied mathematics & informatics
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    • 제13권1_2호
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    • pp.53-65
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    • 2003
  • Here we present a study of small-amplitude, shallow water waves on sloping beds. The beds considered in this analysis are linear and quadratic in nature. First we start with stating the relevant governing equations and boundary conditions for the theory of water waves. Once the complete prescription of the water-wave problem is available based on some assumptions (like inviscid, irrotational flow), we normalize it by introducing a suitable set of non-dimensional variables and then we scale the variables with respect to the amplitude parameter. This helps us to characterize the various types of approximation. In the process, a summary of equations that represent different approximations of the water-wave problem is stated. All the relevant equations are presented in rectangular Cartesian coordinates. Then we derive the equations and boundary conditions for small-amplitude and shallow water waves. Two specific types of bed are considered for our calculations. One is a bed with constant slope and the other bed has a quadratic form of surface. These are solved by using separation of variables method.

비선형 불규칙 완경사 파랑 모델의 유도 (Derivation of Nonlinear Model for Irregular Waves on Miled Slpoe)

  • 이정렬
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제6권3호
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    • pp.281-289
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    • 1994
  • Boussinesq 식과는 달리 심해로부터 천해까지 파랑의 전영역에 적용 가능한 비선형 규칙/불규칙 파랑의 예측모델의 지배방정식이 제시되었다. 근본은 쌍곡선형 완경사방정식(Copeland, 1985)에 근거를 두고 있다. 제시된 식은 심해로부터 천해까지 선형 파랑전파의 분산 관계를 엄밀히 만족시켜주며 식을 전개하였을 때 Boussinesq 식의 여러 형태와 동일성을 유지하고 있음을 입증할 수 있었다. 또한 선형성을 유지하는 대표유속의 자유수면아래 위치를 산정할 수 있는 관계식을 제시하였다.

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비선형(非線形) 조파이론(造波理論) (Nonlinear Theory for Laboratory Wave Generation)

  • 김태인
    • 대한토목학회논문집
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    • 제12권4_1호
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    • pp.137-150
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    • 1992
  • 가변흘수(可變吃水)를 갖는 힌지형(型) 조파기(造波機)에 의한 조파현상(造波現像)을 다룬 2차해(次解)가 제시(提示)되었다. 피스톤형(型) 조파기(造波機)의 경우도 무한흘수(無限吃水)를 갖는 힌지형(型) 조파기(造波機)의 경우로서 함께 취급되었다. 2차해는 평면조파판(平面造波板)에 의해 생성(生成)되는 파(波)가 서로 다른 파속(波速)을 갖는 스토우크스 2차파(次波)와 2차자유진행파(次自由進行波)로 구성(構成)됨을 보여준다. 2차(次) 자유진행파(自由進行波)의 진폭(振幅)은 천해영역(淺海領域)에서 상대적으로 크고, 심해영역(深海領域)에서는 스토우크파(波) 진폭(振幅)의 10% 이내로 감소(減少)한다. 깊은 흘수(吃水)를 갖는 (수로(水路)바닥 가까이 힌지점(点)에 있는) 조파기(造波機)일수록 천해(淺海)와 중간수심(中間水深) 영역(領域)에서 진폭(振幅)이 작은 자유진행파(自由進行波)를 생성(生成)하나, 심해역(深海域)에서는 그와 반대의 현상(現像)을 보인다.

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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.