• 소음진동
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• 제9권6호
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• pp.1218-1226
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• 1999

In this paper, the extended Biot's semilinear model was developed. Combining the extended Biot model with the dynamic equation yields the nonlinear wave equation in poproelastic sound absorbing materials. Both perturbation and matching techniques are used to find solutions for nonlinear wave equations. By comparing results between linear and nonlinear wave solutions, characteristics of nonlinear waves in poroelastic sound abosrbing materials have been studied. Nonlinear waves were found to be attenuated faster than the linear ones. A maximum amplitude of the nonlinear wave occurred near its surface boundaries and decay quickly with distance from the surface. It has also been found that, if the amplitudes of linear waves are known at the surface boundaries, those of nonlinear ones can be determined. This will be the basis of finding effects of nonlinearity on the absorption coefficient and the transmission loss.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.335-344
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• 2011

곡면의 경계를 가지는 수로에서 비선형 파랑의 상호작용을 모의하기 위한 비정수압 자유수면 모형이 개발되었다. 제안된 모형은 비선형의 3차원 Navier-Stokes 방정식을 곡선좌표 영역에서 계산단계 분리법의 일종인 압력수정법에 의하여 수치적으로 해석된다. 특히, 연직방향으로 변형된 형태의 엇갈린 격자를 이용하여 상대적으로 간단하게 압력방정식과 자유수면 경계조건을 구성하였다. 개발된 모형의 수치해석 정확도는 2차원의 수치 파수조에서 파랑의 비선형 정도에 대하여 5차의 스토스우크스 해석해와 비교하였다. 본 모형의 실제적 적용은 원형의 수로에서 회절과 반사에 의해 변형되는 비선형 파의 변형에 초점을 맞추어 수행하였다. 두개의 파를 중첩한 고비선형의 파에 대한 경우를 제외하고 수치해석 결과는 비선형적인 영향을 고려하지 않은 해석해의 선형적인 중첩과 일치하였다. 두개의 파를 중첩한 고비선형의 파에 대한 모의를 통하여 본 모형은 원형의 수로에서 비선형 군파의 변형에관한 수치적인 모의 가능성을 제시하였다.

• 한국농공학회지
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• 제35권2호
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• pp.57-64
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• 1993

A modified kinematic wave model of the overland flow in vegetated filter strips was developed. The model can predict both flow depth and hydraulic radius of the flow. Existing models can predict only mean flow depth. By using the hydraulic radius, erosion, deposition and flow's transport capacity can be more rationally computed. Spacing hydraulic radius was used to compute flow's hydraulic radius. Numerical solution of the model was accomplished by using both a second-order nonlinear scheme and a linear solution scheme. The nonlinear portion of the model ensures convergence and the linear portion of the model provides rapid computations. This second-order nonlinear scheme minimizes numerical computation errors that may be caused by linearization of a nonlinear model. This model can also be applied to golf courses, parks, no-till fields to route runoff and production and attenuation of many nonpoint source pollutants.

• 한국해양공학회지
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• 제31권6호
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• pp.405-412
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• 2017

Because of the rapid development of computer technology in recent years, wave models can utilize parallel calculations for the high-resolution prediction of open sea and coastal areas with high accuracy. Parallel calculations also allow national agencies in the relevant sectors to produce marine forecasting data through massive parallel calculations. Meanwhile, the eastern coast of the Korean Peninsula has been increasingly damaged by swell-like high waves, and many researchers and scientists are continuing their efforts to anticipate and reduce the damage. In general, the short-term transformation of swell-like high waves can be reproduced relatively well in the third generation wave models, but the transformation of relatively long period waves needs to be simulated with higher accuracy in terms of the nonlinear wave interactions to gain a better understanding of the low-frequency wave generation and development mechanisms. In this study, we developed a calculation module to improve the calculation of the nonlinear energy transfer in the 3rd generation wave model and integrated it into the wave model to effectively consider the nonlinear wave interaction. First, the nonlinear energy transfer calculation module and third generation model were combined. Then, the combined model was used to reproduce the wave transformation due to the nonlinear interaction, and the performance of the developed operation module was verified.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 1998년도 추계학술대회논문집:21세기에 대비한 지능형 통합항만관리
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• pp.189-199
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• 1998

Wave-induced current model is developed in our study and this model is composed with wave transform model and current model. Two types of wave model are used in our study, one is Copeland(1985) type which is applied in the offshore region and the other is Watanabe and Maruyama(1984) type which is applied in the surf zone. The depth-integrated and time-averaged governing equation of an unsteady nonlinear form is used in the wave induced current model. Lateral mising, radiation stresses, surface and bottom stresses are considered in our current model. Copeland's(1985) relult is used to calculate radiation stress and Berkmeir & Darlymple's(1976) is used as a surface friction formula. Numerical solutions are obtained by Leendertse scheme and compared with Noda's(1974) experimental results for the uniform slope coastal region test and Nishimura & Maruyama's(1985) experimental relults and numerical simulation results for the detached breakwater test. The results from our wave model show good agreement with the others and also show nonlinear effects around the detached breakwater. Wave induced current model is developed in this study and this model shows nonlinear effects around the detached breakwater and can be applied in the surf zone and also consider the friction stresses.

• 한국해안해양공학회지
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• 제12권4호
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• pp.181-189
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• 2000

약비선형 완경사 방정식이 Galerkin 방법에 의하여 연속방정식으로부터 직접 유도되었으며 평균수면에서의 유속으로 표현된 운동방정식과 함께 사용된다. 두 방정식으로부터 수면변위 하나의 함수로 표현된 수식이 또한 유도되었으며 선형형은 Smith and Sprinks(1975)에 의하여 제안된 식과 일치하였고 천해, 천이영역, 심해 조건에 대하여 각각 Airy(1845), Boussinesq. Stokes의 2차 파랑과 비교되었다. 본 연구에서 유도된 비선형 파랑 방정식은 각 방향에 대하여 tridiagonal matrix를 얻기 위하여 근사적인 인수분해법으로 차분된다. 실험을 통하여 수립된 비선형 파랑 모형의 재현 능력을 검토하였으며 대체로 만족스러운 결과를 얻었다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제13권1호
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• pp.46-55
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• 2001

비선형 파랑 모형을 이용하여 해안류를 산정하는 모형이 소개되었다. 기존의 잉여응력을 이용한 수치모형 결과와 비교하였으며, 두 수치모형의 타당성 검토를 위하여 PIV 시스템으로 획득한 실험자료와도 비교하였다. 방파제 및 잠제 후면에서 형성되는 해안류에 대하여 서로 비교한 결과, 소용돌이 흐름의 형태는 유사하나 관측 결과와 비교하여 수치 모형 결과가 대체로 과소평가되고 있다.

• 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.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.121-127
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• 2008

비선형의 정도에 따른 Boussinesq 모형의 특성을 비교하기 위해 약비선형 모형인 MIKE21 BW 모듈과 완전비선형 모형인 FUNWAVE 모형을 이용하여 수치실험을 수행하였다. 진폭별 조파실험, 심해 파형경사별 천수실험 그리고 사주 지형상의 파랑 전파실험을 수행하였고, 이상의 실험을 통해 비선형성이 부각되는 천해역에서 비선형 모형의 중요성을 확인하였다. 특히 완전 비선형 모형이 약비선형 모형에 비해 비대칭 파형의 재현성이 우수하고, 천수현상에 따른 파고의 증가가 상대적으로 크게 나타나는 모형 간 특성을 확인하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제53권3호
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• pp.393-410
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• 2015

Two dimensional numerical models and physical models have been developed to study the highly nonlinear interactions between waves and breakwaters, but several of these models consider the effects of the structural dynamic responses and the shape of the breakwater axis on the wave pressures. In this study, a multi-material Arbitrary Lagrangian Eulerian (ALE) method is developed to simulate the nonlinear interactions between nonlinear waves and elastic seawalls on a coastal rubble mound breakwater, and is validated experimentally. In the experiment, a solitary wave is generated and used with a physical breakwater model. The wave impact is validated computationally using a breakwater - flume coupling model that replicates the physical model. The computational results, including those for the wave pressure and the water-on-deck, are in good agreement with the experimental results. A local breakwater model is used to discuss the effects of the structural dynamic response and different design parameters of the breakwater on wave loads, together with pressure distribution up the seawall. A large-scale breakwater model is used to numerically study the large-scale wave impact problem and the horizontal distribution of the wave pressures on the seawalls.