• 한국해양공학회지
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• 제19권2호
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• pp.29-33
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• 2005

The accuracy of predicting wave transformation in the nearshore is very important to wave hydrodynamics, sediment transport, and design of coastal structures. Numerical experiments are conducted to identify the shoaling and breaking characteristics of a fully nonlinear Boussinesq equation-based model. Simulated shoaling showed good agreement with the Shouto's formula, and the results of the breaking experiment agreed well with experimented data, over several beach profile.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.39-44
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• 2009

쇄파대 파랑모의의 정확도를 높이기위해 타원형 완경사방정식에 Shuto의 경험식에 근거한 비선형 천수효과를 도입하였고 쇄파구조를 추가하였다. 천수 실험을 통해 상대수심과 심해 파형경사에 따른 천수계수의 변화를 확인한 결과 Shuto의 비선형 천수식과 잘 일치하였다. 쇄파실험에서 비선형 천수효과로 인해 선형모형에 비해 상승된 파고 분포를 확인할 수 있었고 실험치와 잘 일치하였다. 쇄파구조는 1/10 경사지형에서는 실험치와 잘 일치하였지만 1/20 경사지형에서는 과도한 에너지 감쇄를 보여주었다.

• Wind and Structures
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• 제16권2호
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• pp.193-211
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• 2013

This paper presents results from a wind tunnel study that examined the drag coefficient and wind flow over an asymmetric wave train immersed in turbulent boundary layer flow. The modeled wavy surface consisted of eight replicas of a statistically-valid hurricane-generated wave, located near the coast in the shoaling wave region. For an aerodynamically rough model surface, the air flow remained attached and a pronounced speed-up region was evident over the wave crest. A wavelength-averaged drag coefficient was determined using the wind profile method, common to both field and laboratory settings. It was found that the drag coefficient was approximately 50% higher than values obtained in deep water hurricane conditions. This study suggests that nearshore wave drag is markedly higher than over deep water waves of similar size, and provides the groundwork for assessing the impact of nearshore wave conditions on storm surge modeling and coastal wind engineering.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제12권1호
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• pp.168-177
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• 2020

Many coastal engineering designs utilize empirical formulas containing the Equivalent Deep-water Wave Height (EDWH), which is normally given a priori. However, no studies have explicitly discussed a method for determining the EDWH and the resulting design wave heights (DEWH) under irregular wave conditions. Unfortunately, it has been the case in many design practices that the EDWH is incorrectly estimated by dividing the Shallow-water Wave Height (SWH) at the structural position with its corresponding shoaling coefficient of regular wave. The present study reexamines the relationship between the Shallow-water Wave Height (SWH) at the structural position and its corresponding EDWH. Then, a new procedure is proposed to facilitate the correct estimation of EDWH. In this procedure, the EDWH and DEWH are determined differently according to the wave propagation model used to estimate the SWH. For this, Goda's original method for nonlinear irregular wave deformation is extended to produce values for linear shoaling. Finally, exemplary calculations are performed to assess the possible errors caused by a misuse of the wave height calculation procedure. The relative errors with respect to the correct values could exceed 20%, potentially leading to a significant under-design of coastal or harbor structures in some cases.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제6권4호
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• pp.813-825
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• 2014

To maximize electric power production using wave energy extractions from resonance power buoys, the maximum motion displacement spectra of the buoys can primarily be obtained under a given wave condition. In this study, wave spectra observed in shoaling water were formulated. Target resonance frequencies were established from the arithmetic means of modal frequency bands and the peak frequencies. The motion characteristics of the circular cylindrical power buoys with corresponding drafts were then calculated using numerical models without considering PTO damping force. Results showed that the heave motions of the power buoys in shoaling waters with insufficient drafts produced greater amplification effects than those in deep seas with sufficient drafts.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.244-254
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• 2013

1994년 Townend가 해수면 상승으로 인한 연안 지역의 파랑 특성 변화를 산정하는 방법을 규칙파에 대하여 제시한 바 있으며, 본 연구에서는 이를 불규칙파로 확장하였다. 수심변화율에 따른 불규칙파의 파장, 굴절계수, 천수계수, 그리고 파고 등의 변화율을 계산하였다. 파장 및 굴절계수의 변화율은 규칙파 공식에 유의파 주기와 주파향을 사용하여 계산하였다. 한편, 천수계수와 파고의 변화율 산정을 위해서는 쇄파대를 포함한 연안 지역에서의 불규칙파의 천수 및 파랑 변형 계산을 위해 제안된 공식을 사용하였다. 각 결과는 식과 그래프의 형태로 제안되었으며 파고의 경우 규칙파에 대한 결과와 비교하였다.

• 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.

• 한국해안해양공학회지
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• 제2권3호
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• pp.128-133
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• 1990

일정 경사면 위를 진행하는 파랑이 저면마찰에 비해 감쇠되는 경우 파랑 변형을 나타내는 식이 제시되었다. 적분식으로 표시된 파고 추산식은 수치 적분법과 근사식을 이용한 적분법으로 각각 계산되었다. 수치적분에 의한 결과와 근사식을 이용한 방법의 결과를 여러 입사도에 대해 비교하였고 두 방법은 거의 동일한 결과를 보이는 것으로 밝혀졌다. 입사각이 커짐에 따라 마찰 감쇠가 증가하며 수심에 대한 파고 변화가 표시되었다. 직교입사의 경우 본 파고 추산식으로부터 혼재식(Bretschneider and Reid. 1954)을 유도할 때 부여되어야 할 조건들이 명시되었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제32권2호
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• pp.106-121
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• 2020

항 외곽시설 신뢰성 설계가 합리적으로 구현하기 위해서는 우리나라 해양환경 특성이 반영된 확률모형이 필요하며 이러한 시각에서 본 연구에서는 천 해역 확률모형 개발을 위한 기초연구의 일부로 불규칙 파랑 천수 과정을 수치 모의하였다. 수치 모의는 자연해안에서 흔히 관측되는 사주가 원빈에 형성된 해안을 대상으로 수행하였으며 파랑모형은 spatially filtered Navier-Stokes Eq., LES[Large Eddy Simulation], one equation dynamic Smagorinsky turbulence closure 등으로 구성하였다. 불규칙 파랑은 우리나라 동해안에서 관측되는 너울 특성을 반영하기 위해 다양한 첨두 증강계수를 지니는 JONSWAP 스펙트럼과 random phase method를 사용하여 모의하였다. 파고분포의 모수는 먼저 수치 모의에서 관측된 자유수면 시계열 자료를 threshold crossing method로 파별 해석[wave by wave analysis]하여 개별 파랑을 특정하고, 이어 이렇게 특정된 파마루와 파곡 빈도 해석결과로부터 산출하였다. 모의결과 현재 천 해역 파고분포를 대표하는 수정 Glukhovskiy 파고분포는 큰 파고와 작은 파고 발생확률은 과다하게, 중간 크기 파고 발생확률은 과소하게 평가하는 것으로 모의 되었으며, 이에 반해 본 논문에서 제시된 파고분포의 경우 일치도가 상당하였다. 또한, 전술한 수정 Glukhovskiy 파고분포와의 간극은 쇄파역에서 제일 현저하게 관측되어 수정 Glukhovskiy 파고분포를 쇄파역 언저리에 거치되는 외곽시설 신뢰성 설계에 적용하는 일은 지양되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.532-537
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• 2005

The techniques of internally generating waves on a curve in a rectangular grid system are developed using the line source method. Numerical experiments are conducted using the extended mild-slope equations of Suh et al. (1997). For five different types of wave generation layout, numerical experiments are conducted in the cases of the propagation of waves on a flat bottom, and the refraction and shoaling of waves on a plane slope. The fifth type of wave generation, which consists of two parallel lines connected to a semicircle, shows the best solutions especially when the grid size is small enough.