• 한국수자원학회논문집
• /
• 제37권6호
• /
• pp.461-466
• /
• 2004

본 연구에서는 쇄파대에서 정현파의 쇄파에 대해 수리모형실험과 수치모형실험을 수행하였으며, 두 실험결과를 비교하였다. 수치해석 모형에서는 Reynolds 방정식을 지배방정식으로 사용하고 난류해석을 위해 $textsc{k}$-$\varepsilon$ 모델을 적용하였으며, 자유수면변위를 추적하기 위해 VOF기법을 사용하였다. 수리모형실험과 수치모형실험 모두 동일한 수심과 주기를 가질 경우, 입사파의 파고가 커질수록 쇄파발생 지점이 경사시작 지점으로부터 가까운 위치로 이동하는 경향을 보였다. 또한, 쇄파발생시 파고비(H/H$_{0}$)는 동일한 수심과 파고를 가질 경우, 주기가 커질수록 증가하는 경향을 보였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
• /
• pp.329-329
• /
• 2017

In this study attempted to evaluate the stability of the protection methods by examining hydraulic characteristics of the area around the point in which marine cable protector is installed such as surf zone occurrence point of shore-end submarine cables suitable for coastal marine environmental conditions, flow rate t the tope of the protector and maximum wave height, and to provide basic data for the selection of the optimal protection method. In performing hydraulic model experiments, the topography of submarine cable installation location was reproduced in 2-D sectional channel, and models appropriate for experimental scale and similitude law were produced and installed for each condition of submarine cables and protectors. Since the topography and submarine cable protectors were reproduced and installed in 2-D sectional channel, the exact reproduction of surf and transformation in shallow water zone was possible, and thus the physical properties could be clearly analyzed. For stability review, an experiment to examine the stability was conducted using a wave maker with 50-year frequency design waves as target, and wave height and cycles were applied based on the approximate lowest low water level(Approx. L.L.W), which is the most dangerous in submarine cable protection methods. As for experimental time, typhoon passing time in summer (about 3 hours) was applied, and wave patterns and deviation ratio of the submarine cable protector were investigated after making irregular waves corresponding to design waves. In addition, current meter and wave height meter were installed at the installation location of the submarine cable protector, and the flow rates and wave height at the top of the protector were measured and analyzed to review hydraulic properties.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제30권4호
• /
• pp.61-73
• /
• 1993

본 연구에서는 탱크 내에 부분적으로 적재되어 있는 액체화물의 유동문제를 유한차분법을 이용해 해석하였다. 자유표면의 변화를 추적하고 유체장 내의 연속방정식과 Navier-Stokes 방정식을 만족시키기 위해 SOLA-SURF 기법이 적용되었다. 특히, 심한 유동으로 인한 탱크 상부에서의 충격압력을 예측하기 위해 충격완화영역의 개념을 도입하여 갑작스런 경계조건의 변화를 억제함으로써, 보다 현실적인 압력값을 예측할 수 있도록 하였다. 수치계산에서는 실험결과가 알려진 세가지 모델들에 대한 계산을 수행하였는데, 계산결과가 실험결과에 비교적 잘 일치하고 있었다. 그리고, 이 기법의 실선적용에 대한 가능성을 살펴보기 위해 30만톤급 초대형 유조선에 대한 실선계산도 수행하였다. 이러한 적용을 바탕으로 본 연구에서 적용된 수치기법이 sloshing 충격압력의 추정에 실용적으로 적용할 수 있음들 확인하였다.

• 한국해안해양공학회지
• /
• 제19권1호
• /
• pp.81-96
• /
• 2007

단조해안에서의 비선형 천수거동을 가장 강건한 파랑모형인 Navier Stokes 식에 기초하여 수치모의 하였다. 이와 더불어 SUPERTANK LABORATORY DATA COLLECTION PROJECT(Krauss et al., 1992)에서 취득한 자료를 활용하여 Reynolds 응력에 대한 구배모형의 한계를 검증하였다. 취득한 쇄파대 유동계의 자기상관함수는 상당한 특성길이를 지니며 이러한 결과는 구배모형이 큰 오류를 야기할 수 있다는 사실을 시사한다. 이러한 인식에 기초하여 파랑모형은 Large Eddy Simulation(LES), Smooth Particle Hydrodynamics(SPH), Gaussian kernel function을 사용하여 수치 적분하였다. 잔차응력은 Lagrangian Dynamic Smagronski 모형(Meneveau et al.,1996)을 활용하여 모의하였으며 모의 기간 중 유체 알갱이간의 이격거리는 관성부영역의 특성길이보다 작게 유지되도록 노력하였다. 천수과정에서 진행되는 동조 비동조 고차 조화성분으로 전이된 파랑에너지로 인해 상당히 예리하고 왜도된 파형, 파형의 마루로부터 시작되는 물입자 자유낙하, 착수로 인한 커다란 물보라의 형성, 물보라 형성층의 해변으로의 이행, wave finger(Narayanaswamy와 Darlymple, 2002) 등이 비교적 정확히 재현되는 등 상당히 고무적인 결과를 얻었다.

• Ocean Systems Engineering
• /
• 제6권1호
• /
• pp.23-60
• /
• 2016

The major objective of this study was to develop further understanding of 3D nearshore hydrodynamics under a variety of wave and tidal forcing conditions. The main tool used was a comprehensive 3D numerical model - combining the flow module of Delft3D with the WAVE solver of XBeach - of nearshore hydro- and morphodynamics that can simulate flow, sediment transport, and morphological evolution. Surf-swash zone hydrodynamics were modeled using the 3D Navier-Stokes equations, combined with various turbulence models (${\kappa}-{\varepsilon}$, ${\kappa}-L$, ATM and H-LES). Sediment transport and resulting foreshore profile changes were approximated using different sediment transport relations that consider both bed- and suspended-load transport of non-cohesive sediments. The numerical set-up was tested against field data, with good agreement found. Different numerical experiments under a range of bed characteristics and incident wave and tidal conditions were run to test the model's capability to reproduce 3D flow, wave propagation, sediment transport and morphodynamics in the nearshore at the field scale. The results were interpreted according to existing understanding of surf and swash zone processes. Our numerical experiments confirm that the angle between the crest line of the approaching wave and the shoreline defines the direction and strength of the longshore current, while the longshore current velocity varies across the nearshore zone. The model simulates the undertow, hydraulic cell and rip-current patterns generated by radiation stresses and longshore variability in wave heights. Numerical results show that a non-uniform seabed is crucial for generation of rip currents in the nearshore (when bed slope is uniform, rips are not generated). Increasing the wave height increases the peaks of eddy viscosity and TKE (turbulent kinetic energy), while increasing the tidal amplitude reduces these peaks. Wave and tide interaction has most striking effects on the foreshore profile with the formation of the intertidal bar. High values of eddy viscosity, TKE and wave set-up are spread offshore for coarser grain sizes. Beach profile steepness modifies the nearshore circulation pattern, significantly enhancing the vertical component of the flow. The local recirculation within the longshore current in the inshore region causes a transient offshore shift and strengthening of the longshore current. Overall, the analysis shows that, with reasonable hypotheses, it is possible to simulate the nearshore hydrodynamics subjected to oceanic forcing, consistent with existing understanding of this area. Part II of this work presents 3D nearshore morphodynamics induced by the tides and waves.

• 수산해양기술연구
• /
• 제48권3호
• /
• pp.227-234
• /
• 2012

This paper describes the remote monitoring of breaking ocean waves generated by Typhoon Nabi, whose name means butterfly in Korean, using a marine X-band radar in the Yongho Man, Busan, Korea. The basic purpose of this study is to investigate the dynamic behavior and to estimate the periods of breaking waves across the surf zone from radar image sequences. In these experiments, the land-based radar system imaged the inshore zone of three miles from the coastline to a isobath of 30 meters. The wave period and the dominant wave direction for breaking ocean waves extracted directly from radar image sequences were 157.4 meters and 298 degrees, respectively. However, the result calculated quantitatively by the continuous wavelet transform (CWT) showed that the period of breaking waves was 154.3 meters. The average difference in breaking wave periods between the value extracted by using EBRL (electronic bearing and range line) of radar and the calculated value by CWT was 3.1 meters, showing that the CWT method is also accurate. These results suggest that a marine X-band radar system is a viable method of monitoring the breaking ocean waves.

• 물과 미래
• /
• 제27권2호
• /
• pp.73-83
• /
• 1994

확산현상, 표사유동 및 인간의 여러 활동이 실제 연안해역에서 일어나므로 연안해역 해수운동의 물리적 특성을 파악하고 해석하는 것은 중요한 의미를 지닌다. 본 연구에서는 연안해역에서의 파랑변형과 평균해수위 변동 그리고 연안유속 분포양상에 대해 여러 인자들이 미치는 영향을 2차원 유한차분 모형(ADI, Up-wind)을 이용하여 분석하였다. 계산결과로는 수치모형을 해저경사가 일정한 2차원 지형에 적용하여 해저경사, 입사파고, 파향각, 파주기, 마찰계수 및 수평확산계수가 연안해역 특히 쇄파대내에서 파랑변형, 평균해수위 변동 및 연안유속 분포에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국해안해양공학회지
• /
• 제3권2호
• /
• pp.65-71
• /
• 1991

쇄파변형에 대한 종래의 연구는 흐름을 고려하지 않은 경우가 대부분 이였다. 즉 파랑의 변화가 흐름의 변화에 미치는 영양에 대해서는 어느 정도 연구가 수행되어 왔으나, 파랑에 의해 발생한 흐름이 다시, 쇄파후 파고감사, 평균수위 상승 및 파향각 등 쇄파대내와 제반 수리양의 변화에 대해 어떻게 기여하는가에 대해서는 거의 보고되어 있지 않은 실정이다. 본 연구에서는 쇄파에 의해 발생하는 에너지 손실과 밀접한 관계가 있다고 알려진 연안류를 고찰하고, 이 연안류가 쇄파후 파고감사 및 평균수위 변동, 그리고 파향각에 어떻게 영향을 미치는가에 대해서 검토하고, 연안류가 존재하지 않은 경우와 비교 고찰한다.

• 산업기술연구
• /
• 제16권
• /
• pp.83-95
• /
• 1996

The equilibrium beach profiles with the effects of random waves and nonuniform grain size in the surf zone are derived from the Thornton and Guza(1983)'s energy dissipation model. The derived beach profiles are the functions of the breaking wave strength, the frequency of the incident wave, and the wave induced-energy dissipation at breaking point. It is not confirmed that the equilibrium beach profiles are better agreement with the measured profiles than the classical profiles. However, the characteristic of the changes of the beach profiles with respect to the breaking wave stgrngth and the frequency of the incident wave can be analyzed which has not been studied by the classical model.

• 한국해안해양공학회:학술대회논문집
• /
• 한국해안해양공학회 2003년도 한국해안해양공학발표논문집
• /
• pp.216-221
• /
• 2003

황천 시에 쇄파대 내에서 발달한 장주기파는 전빈의 침식에 직집적인 원인이 되는(가여 1992) 등, 쇄파대 내의 표사현상에 큰 영향을 미친다. 쇄파대 내의 부유사 농도가 장주기 변동을 하는 것은 가여ㆍ전중(1983), 시소 등(1985) 등에 의해 현지에서 관측되어 있다 또한 Beach and Sternberg(1988, 1991)는 장주기파가 발달한 때의 쇄파대 내 부유사 농도가 장주기파가 발달하지 않은 경우에 비해 3-4배의 값을 나타내는 것을 지적하면서 장주기파에 의한 내외해 방향(cross shore direction) 부유사 flux의 방향이 주파수나 저면으로부터의 높이에 의해 변화함을 제시하였다. (중략)