• 제목/요약/키워드: wave equation

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자왜 재료의 탄성파 속도에 관한 연구 (A Study on the Elastic Wave Velocity of Magnetostrictive Materials)

  • 강국진;노용래
    • 한국음향학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.54-61
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    • 2001
  • 자왜 재료는 비선형 자기-탄성 특성을 갖는다고 알려져 있다. 그러나 비선형 특성을 표현하는 자왜 재료의 비선형 구조 방정식을 4차 텐서를 이용하여 유도하였고, 준선형 (quasi-linear)화시킨 압자구조방정식을 이용하여 자왜 재료 내의 파동 방정식을 유도하였다. 유도된 식을 바탕으로 자왜 재료에서 평면파가 자계 방향을 따라 전파될 때의 탄성파 속도를 구하였다. 나아가 자왜 재료 중에서 가장 널리 사용되고 있는 Terfenol-D의 탄성파 속도를 측정하여 본 연구에서 유도한 자왜 재료 비선형 구조 방정식의 타당성을 검증하였다.

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수정완경사방정식의 타원형 수치모형 (Elliptic Numerical Wave Model Solving Modified Mild Slope Equation)

  • 윤종태
    • 한국해양공학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.40-45
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    • 2004
  • An efficient numerical model of the modified mild slope equation, based on the robust iterative method is presented. The model developed is verified against other numerical experimental results, related to wave reflection from an arc-shaped bar and wave transformation over a circular shoal. The results show that the modified mild slope equation model is capable of producing accurate results for wave propagation in a region where water depth varies substantially, while the conventional mild slope equation model yeilds large errors, as the mild slope assumption is violated.

파랑 변형 해석을 위한 복합 유한요소 모형 (Hybrid finite element model for wave transformation analysis)

  • 정태화;박우선;서경덕
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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    • pp.209-212
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    • 2002
  • Since Berkhoff proposed the mild-slope equation in 1972, it has widely been used for calculation of shallow water wave transformation. Recently, it was extended to give an extended mild-slope equation, which includes the bottom slope squared term and bottom curvature term so as to be capable of modeling wave transformation on rapidly varying topography. These equations were derived by integrating the Laplace equation vertically. In the present study, we develop a finite element model to solve the Laplace equation directly while keeping the same computational efficiency as the mild-slope equation. This model assumes the vertical variation of wave potential as a cosine hyperbolic function as done in the derivation of the mild-slope equation, and the Galerkin method is used to discretize . The computational domain was discretized with proper finite elements, while the radiation condition at infinity was treated by introducing the concept of an infinite element. The upper boundary condition can be either free surface or a solid structure. The applicability of the developed model was verified through example analyses of two-dimensional wave reflection and transmission. .

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일정 경사면에서 마찰을 고려한 파랑계산 (Calculation of Wave Height due to Shoaling, Refraction and Bottom Friction on a Sloping Beach)

  • 서승남;오병철
    • 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.

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TRAVELLING WAVE SOLUTIONS FOR SOME NONLINEAR EVOLUTION EQUATIONS

  • Kim, Hyunsoo;Choi, Jin Hyuk
    • Korean Journal of Mathematics
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    • 제23권1호
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    • pp.11-27
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    • 2015
  • Nonlinear partial differential equations are more suitable to model many physical phenomena in science and engineering. In this paper, we consider three nonlinear partial differential equations such as Novikov equation, an equation for surface water waves and the Geng-Xue coupled equation which serves as a model for the unidirectional propagation of the shallow water waves over a at bottom. The main objective in this paper is to apply the generalized Riccati equation mapping method for obtaining more exact traveling wave solutions of Novikov equation, an equation for surface water waves and the Geng-Xue coupled equation. More precisely, the obtained solutions are expressed in terms of the hyperbolic, the trigonometric and the rational functional form. Solutions obtained are potentially significant for the explanation of better insight of physical aspects of the considered nonlinear physical models.

약비선형 파랑 모형의 수립 및 수치모의 (Development of Weakly Nonlinear Wave Model and Its Numerical Simulation)

  • 이정렬;박찬성
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.181-189
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    • 2000
  • 약비선형 완경사 방정식이 Galerkin 방법에 의하여 연속방정식으로부터 직접 유도되었으며 평균수면에서의 유속으로 표현된 운동방정식과 함께 사용된다. 두 방정식으로부터 수면변위 하나의 함수로 표현된 수식이 또한 유도되었으며 선형형은 Smith and Sprinks(1975)에 의하여 제안된 식과 일치하였고 천해, 천이영역, 심해 조건에 대하여 각각 Airy(1845), Boussinesq. Stokes의 2차 파랑과 비교되었다. 본 연구에서 유도된 비선형 파랑 방정식은 각 방향에 대하여 tridiagonal matrix를 얻기 위하여 근사적인 인수분해법으로 차분된다. 실험을 통하여 수립된 비선형 파랑 모형의 재현 능력을 검토하였으며 대체로 만족스러운 결과를 얻었다.

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Boussinesq 방정식을 이용한 수중 천퇴에서의 파랑변형 및 파랑류 계산 (Calculation of Wave Deformation and Wave Induced Current around an Underwater Shoal by Boussinesq Equation)

  • 전인식;성상봉;김귀동;심재설
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.202-212
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    • 2005
  • 수중 천퇴 인근에 해양구조물을 설치하는 경우, 구조물에 작용하는 설계하중을 구하기 위하여 파고뿐만 아니라 천퇴 주변 파랑변형에 의하여 이차적으로 발생된 파랑류를 아울러 고려하여야 한다. 본 연구에서는 천퇴 주변의 파랑변형과 파랑류를 계산하기 위하여 비선형 Boussinesq방정식 모델과 선형 완경사방정식 모델을 각각 적용하였다. 대상 천퇴는 Vincent and Briggs(1989)의 수리실험에서와 동일하며 실험조건은 규칙파, 일방향 또는 다방향 불규칙파 입사를 포함하는 비쇄파조건으로 하였다. 두 수치모델은 공히 천퇴 중심선을 따라 파랑류가 대칭적으로 형성됨을 잘 보여주었다. 그리고 수리실험에서의 파고계측선을 따라 계산된 파고변화는 전체적으로 실험 결과와 잘 일치하였다.

Dynamic Behavior Assessment of OC4 Semi-submersible FOWT Platform Through Morison Equation

  • Chungkuk Jin;Ikjae Lee;JeongYong Park;MooHyun Kim
    • 한국해양공학회지
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    • 제37권6호
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    • pp.238-246
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    • 2023
  • This paper proposes an effective inertia coefficient (EIC) in the Morison equation for better wave-force calculations. The OC4 semi-submersible floating offshore wind turbine (FOWT) platform was considered to test the feasibility. Large diffraction at large Keulegan-Carpenter (KC) numbers and the interaction between columns can result in errors in estimating the wave force using the Morison equation with a theoretical inertia coefficient, which can be corrected by the EIC as a function of the wave period and direction. The horizontal and vertical wave forces were calculated using the Morison equation and potential theory at each column, wave period, and wave direction. The EICs of each column were then obtained, resulting in a minimal difference between the Morison inertia force and the wave excitation force by the potential theory. The EICs, wave forces, phase angles, and dynamic motions were compared to confirm the feasibility of an EIC concept under regular and random waves.

WAVEFRONT SOLUTIONS IN THE DIFFUSIVE NICHOLSON'S BLOWFLIES EQUATION WITH NONLOCAL DELAY

  • Zhang, Cun-Hua
    • Journal of applied mathematics & informatics
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    • 제28권1_2호
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    • pp.49-58
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    • 2010
  • In the present article we consider the diffusive Nicholson's blowflies equation with nonlocal delay incorporated into an integral convolution over all the past time and the whole infinite spatial domain $\mathbb{R}$. When the kernel function takes a special function, we construct a pair of lower and upper solutions of the corresponding travelling wave equation and obtain the existence of travelling fronts according to the existence result of travelling wave front solutions for reaction diffusion systems with nonlocal delays developed by Wang, Li and Ruan (J. Differential Equations, 222(2006), 185-232).

SOLVING FUZZY FRACTIONAL WAVE EQUATION BY THE VARIATIONAL ITERATION METHOD IN FLUID MECHANICS

  • KHAN, FIRDOUS;GHADLE, KIRTIWANT P.
    • Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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    • 제23권4호
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    • pp.381-394
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    • 2019
  • In this paper, we are extending fractional partial differential equations to fuzzy fractional partial differential equation under Riemann-Liouville and Caputo fractional derivatives, namely Variational iteration methods, and this method have applied to the fuzzy fractional wave equation with initial conditions as in fuzzy. It is explained by one and two-dimensional wave equations with suitable fuzzy initial conditions.