• 제목/요약/키워드: shallow-water theory

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천수영역에서 고속선박의 저항특성에 대한 연구 (A Study on the Resistance Characteristics of High-Speed Ship in Shallow Water Condition)

  • 권수연;이영길
    • 대한조선학회논문집
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    • 제41권2호
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    • pp.1-11
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    • 2004
  • In this paper, the resistance characteristics of high-speed ship are studied in the region of shallow water condition. For the purpose of this research, model tests in a ship model basin are carried out with an equipment for the satisfaction of shallow water condition, and the computions of wave resistance characteristics and the flow simulations around a ship hull are performed by Michell's thin ship theory and a finite difference method based on MAC scheme, respectively. The calculation results for the resistance and flow characteristics of a ship hull are compared with those from the model tests in deep and shallow water conditions. From the comparison results, it is known that the variation of wave pattern around a ship hull caused by shallow water condition has the most influence to the resistance characteristics of a high-speed ship advancing on shallow water.

비균질한 천해에서의 수중음파 전파 (Underwater Sound Propagation in a range-dependent Shallow water environment)

  • 나정열
    • 한국음향학회지
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    • 제6권4호
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    • pp.64-73
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    • 1987
  • 비균질한 천해에서의 저주파 수중음파의 전파 특성을 수치모델을 이용 분석하였다. 특히 전파매질의 비균질성이 독특한 대한해협의 겨울철 해수특성을 고려하여 음속의 수평변화, 저질두께 및 감쇠계수의 변화, 수심의 변화등 천혜의 독특한 환경 변화요인을 거의 망라한 경우를 모델로 삼았다. 음원과 수신기의 수심을 수면가까이에 둔 경우소위Mode function의 수심에 따른 특성에 의한 손실이 일반적인 손실원인보다 크게 나타났으며 Adiabatic approximation을 이용한 Mode coupling효과는 High Mode의 감쇠특성에 의해 천해에서의 모델 적용 가능성을 보여주었다.

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천수역 선체 부가질양에 대한 추정 근사식에 관한 연구 (The Prediction of the Hydrodynamic Coefficients of Added Mass for Ship in Shallow Waters)

  • 이윤석;김순갑;조익순
    • 한국항해학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.123-132
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    • 2000
  • In order to improve the ship maneuverability, It is important to estimate precisely the hydrodynamic coefficients of added mass forces acting on a ship especially in shallow waters, and simple methods for predicting such hydrodynamic forces Is also very desirable. In the previous paper using 3-Dimension potential flow theory, it has been demonstrated that potential calculation is available to estimate added mass coefficients. The present work is aimed at the suggestion of the simplified formulas for predicting the translation and lateral motion of added mass coefficients in shallow water. So, 3-D potential flow theory is also used to calculate the added mass coefficients in deep and shallow waters for Series 60 model which has 5 different kinds of block coefficients (0.6-0.8), SR196 model and T/S HANNARA. After some series computation, simplified formulas for Predicting the added mass force in shallow waters is suggested based on the computation results of Series 60 model. The formulas consist of the combination of principal dimensions and the water depth; d/B, Cb, d/H. The predicted results are compared with the Computation results for SR196 model and T/S HANNARA. The precision of predicted results by simplified formulas are good enough for the practical use. (d/B : draft-Breadth ratio, d/H draft-Water depth ratio, Cb : Block coefficients).

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POD를 이용한 1차원 천수 근사방정식의 유동해석 (OD analysis of fluid flows given by one-dimensional shallow water equations)

  • 서용권;박준관;문종춘;김용균
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제21권12호
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    • pp.1679-1689
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    • 1997
  • In this paper, a precise description is given to the basic theory as well as the detailed algorithms for the numerical treatment of the method of POD (proper orthogonal decomposition). This method is then applied to analysing the numerical solutions of one-dimensional shallow-water equations to show how the method is affected by various parameters such as the sampling time, sampling numbers, and the spatial resolution for the autocorrelation function. A few curious features associated with this flow model found through the analysis are further explained and discussed.

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.

선형파 이론에 의한 분산계수 유도 (Derivation of the Dispersion Coefficient based on the Linear Wave Theory)

  • 조홍연;정신택
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.190-194
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    • 2000
  • 선형파 이론에서 제시되는 유속분포를 이용하여 파랑인자에 의하여 영향을 받는 분산계수를 이론적으로 유도하였다. 유도된 분산계수는 수심평균, 주기 평균된 값으로 천해조건보다 심해조건에서 큰 값을 보이고 있다. 또한, 분산계수 값은 연직 방향 혼합시간에 비하여 큰 주기 값에서는 특정한 값으로 수렴하고, 매우 작은 주기 값에서는 0으로 되는 일반적인 경향도 보이고 있다. 한편, 단순한 지형 및 가정 하에서 유도된 본 분산계수를 보다 실질적인 상황에서도 적용할 수 있고, 천해영역의 조건을 반영할 수 있도록 보완·수정할 필요가 있다.

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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.

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.

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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해저면 경사가 일정한 천해에서의 광대역 간섭 유형 (Broadband Interference Patterns in Shallow Water with Constant Bottom Slope)

  • 오철민;오선택;나정열;이성욱
    • 한국음향학회지
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    • 제21권5호
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    • pp.485-493
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    • 2002
  • 수심이 변하는 천해 환경에서 이동하는 선박방사소음의 광대역 간섭 유형을 고찰하였다. 수심 변화율이 일정한 음도파관에 대해 단열 모드 이론에 근거하여 거리-주파수 영역에서의 보강 (또는 상쇄) 간섭 발생 유형을 나타내는 음도파관 불변인자 (waveguide invariant index, β)를 유도하였다. 이를 이용하여 수심 변화에 의한 광대역 간섭 형태 변형을 해석하였다. 해석적 방법으로 고찰한 간섭 유형은 해상 실험과 수치 모델을 이용한 모의실험에서도 나타남을 확인하였다.