Flap type wave-maker, wave absorber, motion measuring equipment and related instruments were newly installed at Ship Experimental Towing Tank, Ship Research Station, KIMM. The model tests in regular head and following waves were successfully carried out and the motion and wave loads in regular and long crested irregular waves were calculated for a container ship model which was adopted as the hull form for the comparative calculations of the ITTC Seakeeping Committee. The results of model tests show good agreement with calculated results and the latter are generally in good agreement with the results of the comparative calculations.
This experimental study investigated the flow characteristics for regular waves passing a rectangular floating structure in a two-dimensional wave tank. The particle image velocimetry (PIV) was employed to obtain the velocity field in the vicinity of the structure. The phase average was used to extract the mean flow and turbulence property from repeated instantaneous PIV velocity profiles. The mean velocity field represented the vortex generation and evolution on both sides of the structure. The turbulence properties, including the turbulence length scale and the turbulent kinetic energy budget were investigated to characterize the flow interaction between the regular wave and the structure. The results shaw the vortex generated near the structure corners, which are known as the eddy-making damping or viscous damping. However, the vortex induced by the wave is longer than the roll natural period of the structure, which presents the phenomena opposing the roll damping effect; that is, the vortex may increase the roll motion under the wave condition longer than the roll natural period.
Diffraction of multi-directional random waves passing semi-infinite breakwater is investigated by using analytic solution derived by Penny and Prices(1952). An irregylarity of period and incident angle of waves and regular periods for regular waves are considered in addition by expanding from the past study which used only monochromatic wave in general. The Bretschneider-Mitsuyasu frequency spectrum and Mitsuyasu directional spectrum are used for incident waves. And diffraction of multi-directional random waves is reappeared by decomposing numerical results of several monochromatic waves which have variable period and incident angle. Analytic solution on the diffraction of regular waves and multi-directional random waves calculated in this study.
Kim, Namwoo;Nam, Bo Woo;Cho, Yoonsang;Sung, Hong Gun;Hong, Sa Young
Journal of Ocean Engineering and Technology
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v.28
no.1
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pp.6-11
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2014
This paper presents the results of an experimental study of wave run-ups on a semi-submersible offshore structure. A series of model tests with a 1:80 scale ratio were carried out in the two-dimensional wave basin of MOERI/KIOST. The experimental model had two columns and one pontoon. The model was fixed and wave elevations were measured at five points per column. Two different draft (operational & survival) conditions and three wave heights were considered under regular wave conditions. First, the nonlinear characteristics of wave run-ups are discussed by using the time series data. Then, the wave heights are compared with numerical results based on the potential flow model. The comparison shows fairly good correlation between the experiments and computations. Finally, wave run-ups under the operational and survival conditions are suggested.
Park, Gun-Il;Kim, Ki-Jung;Park, Jae-Woong;Lee, Jin-Ho
Journal of Ship and Ocean Technology
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v.7
no.1
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pp.13-18
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2003
The control performances for active re-reflecting wave control suggested in the previous paper have been verified in cases of regular and irregular waves in a real two dimensional wave basin. For regular waves, the control performances are investigated in terms of reflection coefficients, expected amplitudes of propagating waves and wave absorbing capabilities after cessation of wave generation, compared with those of no-control cases. For irregular waves similar verification procedures were adopted. Though there are certain constraints due to the geometrical non-linearity of wave maker and certain nonlinear characteristics due to the near field and gravity waves these experiments show that the control logic could be useful in realizing re-reflecting wave control in conditions of real wave basin.
Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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v.23
no.5
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pp.558-565
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2017
Accurate prediction of wave-structure interactions is important in the safety and design cost effectiveness of fixed and floating offshore structures exposed to extreme environmental conditions. In this study, regular waves and circular column structure interactions for four circular columns in regular waves are analyzed. To simulate 3D two-phase flow, open source computational fluid dynamics libraries, called OpenFOAM, were used. When the four circular columns are arranged in a square array, the interactions according to the incident slopes of the regular waves are analyzed. The wave run-up in the circular column surface was compared according to the slope of the incident wave. It was confirmed that high amplitude waves are generated between the circular columns due to the interaction between the circular column and the incident wave. It is expected that this analytical result will be used as the basic data of the study on the air gap due to the interaction between the structure and incident wave.
Since the introduction of the mandatory energy efficiency design index (EEDI), several studies have been conducted on the maneuverability of waves owing to the decrease in engine power. However, most studies have used the mean wave force during a single cycle to evaluate maneuverability and investigated the turning performance. In this study, we calculated the external force in accordance with the angle of incidence of the wave width and wavelengths encountered by KVLCC2 (KRISO very large crude-oil carrier) operating at low speeds in regular waves using computational fluid dynamics (CFD). We compare the model test results with those published in other papers. Based on the external force calculated using CFD, an external force that varies according to the phase of the wave that meets the hull was derived, and based on the derived external force and MMG control simulation, a maneuvering simulation model was constructed. Using this method, a weather vaning simulation was performed in regular waves to evaluate the course-keeping ability of KVLCC2 in waves. The results confirmed that there was a difference in the operating trajectory according to the wavelength and phase of the waves encountered.
Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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v.61
no.4
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pp.258-266
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2024
It is necessary to predict the ship's manoeuvrabilities in waves for its safe operations in adverse weather. At the early design stage, free-running model tests can be performed to estimate the ship's manoeuvring performance in irregular wave conditions. The wave elevations are randomly varied with times in irregular waves, large deviations of the manoeuvring performance indices are likely to occur depending on the start time of steering scenarios. In this study, a KSUPRAMAX model ship's manoeuvres in long-crested irregular waves are reproduced in the equivalent regular waves. The equivalent regular waves are searched from the energy flux relations between long-crested irregular and regular waves. But there are differences of forward speeds in the model tests, regular wave height and period are modified so that both the forward speed and the trajectory drift in regular waves are similar to those in irregular waves. In addition, low speed course-keeping tests are performed with various wave incident angles in irregular and regular waves. It is confirmed that check helms, drift angles, and speeds as well as trajectories in irregular waves are similar to those in equivalent regular waves.
International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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v.8
no.4
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pp.375-385
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2016
Given the rapid progress made in understanding the dynamics of an offshore floating body in an ocean environment, the present study aimed to simulate ocean waves in a small-sized wave flume and to observe the motion of a cylindrical floating body placed in an offshore environment. To generate regular ocean waves in a wave flume, we combined a wave generator and a wave absorber. In addition, to precisely visualise the oscillation of the body, a set of light-emitting diode illuminators and a high-speed charge-coupled device camera were installed in the flume. This study also focuses on the spectral analysis of the movement of the floating body. The wave generator and absorbers worked well to simulate stable regular waves. In addition, the simulated waves agreed well with the plane waves predicted by shallow-water theory. As the period of the oncoming waves changed, the movement of the floating body was substantially different when tethered to a tension-leg mooring cable. In particular, when connected to the tension-leg mooring cable, the natural frequency of the floating body appeared suddenly at 0.391 Hz as the wave period increased.
A nonlinear time-domain strip theory for vertical wave loads and ship responses is to be investigated. The hydrodynamic memory effect is approximated by a higher order differential equation without convolution. The ship is modeled as a non-uniform Timoshenko beam. Numerical calculations are presented for the S175 Containership translating with the forward speed in regular waves. The approach described in this paper can be used in evaluating ship motions and wave loads in extreme wave conditions and validating nonlinear phenomena in ship design.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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