• 제목/요약/키워드: shallow water wave

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범용 파랑.흐름 공존시의 비점착성 퇴적물이동 예측식 (A General Formula of Total Sediment Transport Rate for Waves and Currents)

  • 김효섭;장창환
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제21권6호
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    • pp.462-469
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    • 2009
  • 파랑과 흐름이 공존하는 해안에서의 비점착성 퇴적물이동에 대하여 육지-외해방향 총 퇴적물 이동률을 산정할 수 있는 경험식을 제안한다. 본 경험식은 파랑만 존재하는 경우와 흐름만 존재하는 경우에도 범용적으로 사용할 수 있다. 해수면 기준 비대칭인 파랑을 이용하여 퇴적물의 부상률과 이동거리의 곱으로 단위면적당 총 퇴적물 이동률을 계산할 수 있다. 대체로 파고가 큰 파랑이 입사하는 경우 퇴적물은 외해방향으로 이동하는 반면 파고가 작은 파랑의 경우 육지방향으로 퇴적물을 이동시키는 경향을 본 예측식이 잘 재현하고 있다. 또한 장주기 파랑의 경우 퇴적물을 육지방향으로 이동시키려는 경향을 본 예측식이 잘 보여준다.

Temporal and spatial variation in the distribution of life history phases of Chondrus crispus (Gigartinales, Rhodophyta)

  • Garbary, David J.;Tompkins, Elizabeth;White, Katelyn;Corey, Peter;Kim, Jang-K.
    • ALGAE
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    • 제26권1호
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    • pp.61-71
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    • 2011
  • Thirty populations of Chondrus crispus Stackhouse from Nova Scotia were collected during the years 1993 to 2011. Taken from estuaries, wave exposed open coasts, high intertidal rock pools and shallow subtidal habitats, the populations were evaluated for relative abundance of tetrasporophytic and gametophytic life history phases. Over 2,800 thalli were characterized using the resorcinol-acetal test to distinguish the kappa- and lambda-carrageenan containing fronds of gametophytes and tetrasporophytes, respectively. These populations had $77{\pm}5%$ gametophytes (mean ${\pm}95%$ confidence interval), with most populations having gametophyte : sporophyte ratios ranging from 2 : 1 to 9 : 1. No population had a dominance of tetrasporophytes, although two populations had 1 : 1 ratios. A meta-analysis of our data along with previously published accounts showed no significant changes in gametophyte dominance with respect to hypothesized gradients of wave exposure, salinity, or water depth. Significant changes occurred in ratios at five sites where replicate sampling occurred in different years. We conclude that C. crispus in Maritime Canada has a natural ratio of 3 : 1 or greater in stable conditions, and that lower ratios represent recovery from disturbance in which bare substratum is created that is subsequently colonized by carpospores from remaining gametophytic thalli.

천해파와 해류의 해저면 마찰력 (Bottom Friction of Combined Wave-Current Flow)

  • 유동훈;김인호
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.177-188
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    • 2001
  • 전난류에서 파와 해류가 합성하였을 때 발생하는 해저면 마찰력을 계산하는 방법을 고찰하였다. 전난류에서 일방향 흐름에 의한 마찰력의 산정방법으로 절점조정법을 제시하였으며, Bijker의 관측자료와 비교하여 절점조정치를 산정하였다. 파와 해류의 합성류에 의한 마찰력 계산방법으로 수정된 Bkjker 모형(BYO Model)과 수정된 Fredsoe 모형(FY Model)을 Bijker의 관측자료에 적용하였으며, BYO 모형에서 최대마찰력을 산정하는데 있어 새로운 개선책을 제시하였다.

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흘수가 폰툰형 초대형 구조물의 유탄성 응답에 미치는 영향 해석 (Draft Effects on Hydroelastic Analysis of Pontoon-type VLFS)

  • 홍사영;최윤락;홍석원
    • 대한조선학회논문집
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    • 제39권4호
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    • pp.32-41
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    • 2002
  • 본 논문에서는 고차경계요소법을 사용하여 폰툰형 초대형 구조물의 유탄성 응답을 해석하였다. 폰툰형 구조물의 설치가 예상되는 천수심 해역에서 유탄성 응답 해석에서 흘수의 영향을 고찰하였다. 초대형 구조물인 경우 실제 해상파의 파장 범위인 단파장 구간일 때 흘수의 영향을 무시한 해석은 구조물의 유탄성 응답과 상대파고를 과소평가 하는 것으로 나타나 폰툰형 구조물에서도 흘수 영향을 고려한 해석이 중요함을 보였다.

이중 푸리에 급수 분광법 역학코어의 정확도와 계산 효율성 평가 (Evaluation of Accuracy and Efficiency of Double Fourier Series (DFS) Spectral Dynamical Core)

  • 김범석;구명서;손석우
    • 대기
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    • 제33권4호
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    • pp.387-398
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    • 2023
  • The double Fourier series (DFS) spectral dynamical core is evaluated for the two idealized test cases in comparison with the spherical harmonics (SPH) spectral dynamical core. A new approach in calculating the meridional expansion coefficients of DFS, which was recently developed to alleviate a computational error but only applied to the 2D spherical shallow water equation, is also tested. In the 3D deformational tracer transport test, the difference is not conspicuous between SPH and DFS simulations, with a slight outperformance of the new DFS approach in terms of undershooting problem. In the baroclinic wave development test, the DFS-simulated wave pattern is quantitatively similar to the SPH-simulated one at high resolutions, but with a substantially lower computational cost. The new DFS approach does not offer a salient advantage compared to the original DFS while computation cost slightly increases. This result suggests that the current DFS spectral method can be a practical and alternative dynamical core for high-resolution global modeling.

Interference of Acoustic Signals Due to Internal Waves in Shallow Water

  • Na, Young-Nam;Jurng, Mun-Sub;Taebo Shim
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • 제18권3E호
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    • pp.9-20
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    • 1999
  • To investigate the characteristics of internal waves (IWs) and their effects on acoustic wave propagation, a series of sea experiment were performed in the east coast of Donghae city, Korea in 1997 and 1998 where the water depth varies between 130 and 140 m. Thermistor strings were deployed to measure water temperatures simultaneously at 9 depths. CW source signals with the frequencies of 250,670 and 1000 Hz were received by an array of 15 hydrophones. Through the Wavelet transform analysis, the IWs are characterized as having typical periods of 2-17 min and duration of 1-2 hours. The IWs exist in a group of periods rather than in one period. Underwater acoustic signals also show obvious energy peaks in the periods of less than 12 min. Consistency in the periods of the two physical processes implies that acoustic waves react to the IWs through some mechanisms like mode interference and travel time fluctuation. Based on the thermistor string data, mode arriving structures are analyzed. As thermocline depth varies with time, it may cause travel time difference as much as 4-10 ms between mode 1 and 2 over 10 km range. This travel time difference causes interference among modes and thus fluctuation from range-independent stratified ocean structure. In real situations, however, there exist additional spatial variation of IWs. Model simulations with all modes and simple IWs show clear responses of acoustic signals to the IWs, i.e., fluctuations of amplitude and phase.

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하천에서의 동수력학적 유동해석을 위한 유한요소모형의 개발 (Finite Element Model for the Hydrodynamic Analysis in a River)

  • 한건연;이종태;김홍태
    • 물과 미래
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    • 제26권3호
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    • pp.87-101
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    • 1993
  • 하천에서의 동수역학적 유동해석을 위하여 2차원 천수방정식을 기본방정식으로 하고 이를 불연속구간함수와 upwinding weighting을 도입한 감쇠형 Galerkin 방법에 의하여 해석하는 RIV-FEM2를 개발하였다. RIV-FEM2는 전처리, 주처리, 후처리 과정으로 구성되었으며, 전처리와 주처리 과정은 Fortran-77으로, 후처리 과정은 turbo-Pascal에 의하여 각각 처리할 수 있도록 개발하였다. 2차원의 만곡부, 교량부, 축소부를 가진 대칭수로부등의 경우와 실제 하천에 대하여 본 모형을 적용한 결과 유속분포, 수면형 및 질량 유출입량 보존등의 면에서 안정성과 효율성이 우수하게 나타나 본 모형의 적용성을 입증할 수 있었다. 본 모형은 실제 하천의 이수 및 치수관리에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

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다양한 함몰지형 위를 통과하는 파랑의 반사율 해석 (Analysis of Reflection Coefficients of Waves Propagating over Various Depression of Topography)

  • 강규영;정태화;조용식
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제40권11호
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    • pp.899-908
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    • 2007
  • 본 연구에서는 고유함수 전개법을 이용하여 다양한 형태의 함몰지형 위를 통과하는 파랑의 반사율을 계산하였다. 기울기와 곡률이 변하는 지역에 고유함수 전개법을 적용하여 해석 시 필요한 적절한 구간의 수와 소멸파 성분의 개수를 제안하였다. 천해역 및 중간수심영역을 만족하는 조건에서 다양한 형태의 함몰지형에 대해 반사율을 계산하여 최적의 효율을 가지는 단면의 형상을 제시하였으며 최적 단면을 2열 및 3열로 배열하여 배열 간격에 따른 반사율을 계산하였다.

벽면경계조건이 천수흐름 유속분포에 미치는 영향 (Effects of Wall Boundary Condition on Velocity Distribution of Shallow Water Flow)

  • 서일원;송창근
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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    • pp.189-193
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    • 2010
  • RMA-2, Telemac-2D, River2D 등 기존의 대부분 국내외 상용모형에서는 내부 경계인 하천구조물과 외부 경계인 측벽에서의 경계조건을 활동조건(slip condition)으로 가정하여 흐름장을 계산하였다. 그러나 실제로 벽면에서는 마찰력에 의해 흐름이 존재하지 않는 무활조건(no slip condition)이 물리적으로 타당하다. 따라서 본 연구에서는 내부구조물인 교각이 존재하는 영역에서의 수평 2차원 유속분포를 구하기 위해 천수방정식을 Galerkin법과 Newton-Raphson법에 의해 이산화한 수치모형을 개발하였다. Yulistiyanto 등(1998)이 수치모의 및 수리실험에 사용한 조건을 채택하여 벽면에서의 접선방향 유속이 존재하는 활동조건과 벽면에서 유속이 없는 무활조건을 부여하고 교각을 포함한 수로에서 유속, 수위 및 전단분포를 해석하였다. 활동경계조건을 적용한 경우 교각 표면을 따라 큰 유속이 분포하고 후면에서도 관성력에 의해 흐름방향 유속이 두드러지게 나타났으나 무활조건을 적용한 경우 교각 후면에서 와가 형성되고 후류현상이 두드러지게 나타났다. 무활조건을 적용한 경우 교각 전면부에서는 선수파(bow wave)가 4 cm정도 높게 나타났으며 교각 측면부에서는 2 cm 높게 나타났다. 반면 교각 후면에서는 후류의 영향으로 수면이 2 cm 낮게 분포하였다. 교각부에 작용하는 전단력을 분석한 결과 무활조건을 적용한 경우가 활동조건을 적용한 경우에 비해 최대 6배 높은 전단력이 나타났다.

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흐름과 완전중복파와의 공존장하에서 해저지반내 동적응답의 해석해 (An Analytical Solution of Dynamic Responses for Seabed under Flow and Standing Wave Coexisting Fields)

  • 이광호;김동욱;김도삼;김태형;김규한;전종혁
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제27권2호
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    • pp.118-134
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    • 2015
  • 일정수심상에서 완전중복파와 흐름이 공존하는 경우 얕은 두께를 포함하는 유한두께 및 무한두께의 해저 지반내에서 동적응답을 나타내는 해석해를 유도한다. 이 때, Biot의 압밀이론에 기초하여 해저지반은 투과탄성매체로, 간극유체는 압축성으로, 그리고 지반내 간극수의 흐름은 Darcy법칙으로 각각 가정된다. 도출된 해석해는 기존의 해석결과와의 비교 검토로부터 검증되며, 실제 계산에서는 흐름속도, 입사파의 주기 및 지반두께 등의 변화에 따른 지반변위, 간극수압, 유효응력 및 전단응력의 변동특성을 면밀히 검토한다. 이로부터 흐름이 존재하는 경우 흐름으로 인한 입사파와 반사파의 주기 및 파장의 변화로 인하여 흐름이 없는 경우의 지반응답과는 많은 차이를 나타낸다는 것을 확인할 수 있다.