• 제목/요약/키워드: wave steepness

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A numerical study of the second-order wave excitation of ship springing by a higher-order boundary element method

  • Shao, Yan-Lin;Faltinsen, Odd M.
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제6권4호
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    • pp.1000-1013
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    • 2014
  • This paper presents some of the efforts by the authors towards numerical prediction of springing of ships. A time-domain Higher Order Boundary Element Method (HOBEM) based on cubic shape function is first presented to solve a complete second-order problem in terms of wave steepness and ship motions in a consistent manner. In order to avoid high order derivatives on the body surfaces, e.g. mj-terms, a new formulation of the Boundary Value Problem in a body-fixed coordinate system has been proposed instead of traditional formulation in inertial coordinate system. The local steady flow effects on the unsteady waves are taken into account. Double-body flow is used as the basis flow which is an appropriate approximation for ships with moderate forward speed. This numerical model was used to estimate the complete second order wave excitation of springing of a displacement ship at constant forward speeds.

하이브리드 기법을 이용한 고정된 해양구조물에 작용하는 파랑하중에 관한 수치 시뮬레이션 (Numerical Simulation of Wave Forces acting on Fixed Offshore Structures Using Hybrid Scheme)

  • 남보우;홍사영;김용환
    • 한국해양공학회지
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    • 제24권6호
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    • pp.16-22
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    • 2010
  • In this paper, the diffraction problems for fixed offshore structures are solved using a hybrid scheme. In this hybrid scheme, potential-based solutions and the Navier-Stokes-based finite volume method (FVM) with a volume-of-fluid (VOF) method are combined. We introduce a buffer zone for efficient wave-making and damping. In this buffer zone, the near field solution from FVM-VOF is gradually changed to Stokes' 2nd order wave solutions. Three different models, including the truncated cylinder, sphere, and wigleyIII model, are numerically investigated in regular waves with a wave steepness of 1/30. The efficiency and accuracy of the hybrid scheme are numerically validated from results using different domain sizes and buffer zones. The wave exciting forces from the FVM-VOF simulations are compared with experiments and potential-based solutions from the higher-order boundary element method (HOBEM). This comparison shows good agreement between the hybrid scheme and potential-based solutions.

쇄파대에서의 파랑 변형에 대한 수리모형실험 (A Hydraulic Model Test of Wave Transformation in the Surf Zone)

  • 정신택;채장원;정원무
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제3권3호
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    • pp.163-169
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    • 1991
  • 불규칙 사면에서의 파랑변형을 분석하기 위해 파랑-흐름 복합수조에서 67 종류의 규칙파에 대한 실험을 실시하였다. 사면은 합판과 Angle을 이용하여 제작하였으며 경사는 1/10, 1/20이다. 균일한 경사면에서는 쇄파수심 지수, 파의 쳐오름 등은 기존의 실험 결과와 큰 차이가 없었으나, 심해 파랑경사가 작은 경우 이들의 값은 더 작았다. 또, 파의 쳐오름은 Hunt식과 잘 일치하였으며, 쇄파가 발생하는 횟수와도 관계가 있다. 사주가 있는 경우, 쇄파수심 지수는 기존의 식과 큰 차이가 있다. 쇄파후의 파고는 Dally 등(1984)의 이론식에 비해 작게 관측되었다.

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최소자승법을 사용한 유량함수 비선형 파랑이론의 수치모형 (A Numerical Model of Nonlinear Stream Function Wave Theory by the Least Squares Method)

  • 서승남
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제6권4호
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    • pp.340-352
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    • 1994
  • Dean(1965)의 유량함수 비선형 파랑이론을 개선한 수치모형이 제시되었다. 유량함수 파랑이론 모형은 공학이용에 매우 정밀하고 유용한 모형으로 평가되어 왔다. 선형화친 연립방정식에 사용된 damping 상수와 적분에 필요한 격자점의 수가 수치해에 미치는 영향을 분석ㆍ평가하였고 수정된 Dean표(Chaplin, 1980)의 자료를 사용하여 정밀한 파랑제원을 계산하여 도표화 하였다. 쇄파에 가까운 파랑의 특성인 파장 및 그 밖의 특성들이 쇄파에 이르기 전에 극대값을 보임으로써 본 모형의 정밀도를 입증하였다.

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장주기 및 유동성분을 고려한 부유식방파제의 방파성능 개선 (Functional Improvement of Floating Breakwaters with Long Wave Kinetics)

  • 윤재선;조용식
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제11권1호
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    • pp.93-99
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    • 2011
  • 본 연구에서는 단독형 및 2열형(multi-arranged (2 pieces)), 3열형(multi-arranged) 부유식방파제에서의 구조물간 거리와 흘수, 형상을 변화시키고 파의 주기와 파형경사를 변화시키며, 다양한 변수변화에 따른 영향을 분석하였다. 부유식방파제의 흘수변화는 전달계수에 직접적인 영향을 주며, 비교적 장주기에 해당하는 조파조건에선 단독형과 2열형 부유식방파제보다 3열형 구조에서 높은 방파효율을 나타내었다. 수리모형실험의 결과 검증을 위하여 수치모형과 동일한 조건하에 실험을 하고 LDV시스템을 이용하여 각 부유식방파제에서의 유동장을 측정하였으며, 수리모형실험을 통하여 그에 따른 전달계수을 분석하였다.

Experimental and Numerical Study on the Characteristics of Free Surface Waves by the Movement of a Circular Cylinder-Shaped Submerged Body in a Single Fluid Layer

  • Jun-Beom Kim;Eun-Hong Min;Weoncheol Koo
    • 한국해양공학회지
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    • 제37권3호
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    • pp.89-98
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    • 2023
  • Analyzing the interactions of free surface waves caused by a submerged-body movement is important as a fundamental study of submerged-body motion. In this study, a two-dimensional mini-towing tank was used to tow an underwater body for analyzing the generation and propagation characteristics of free surface waves. The magnitude of the maximum wave height generated by the underwater body motion increased with the body velocity at shallow submerged depths but did not increase further when the generated wave steepness corresponded to a breaking wave condition. Long-period waves were generated in the forward direction as the body moved initially, and then short-period waves were measured when the body moved at a constant velocity. In numerical simulations based on potential flow, the fluid pressure changes caused by the submerged-body motion were implemented, and the maximum wave height was accurately predicted; however, the complex physical phenomena caused by fluid viscosity and wave breaking in the downstream direction were difficult to implement. This research provides a fundamental understanding of the changes in the free surface caused by a moving underwater body.

Statistical Analysis of Lightning-Induced Voltages on Subscriber Telecommunication Lines in Korea

  • Oh, Ho-Seok;Park, Dong-Chul
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제8권4호
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    • pp.148-152
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    • 2008
  • This paper describes the characteristics of lightning-induced voltages on subscriber telecommunication lines in Korea. Lightning parameters such as peak voltage, rise time, decay time, and steepness of the wave front were statistically analyzed from the measured results obtained using a waveform memory system. An induced voltage measurement system was also developed and installed at 286 sites in Korea to collect the induced voltage data. The distributions of lightning-induced voltages were also analyzed using these data.

비선형 천수와 쇄파를 고려한 수정완경사방정식의 타원형 수치모형 (Elliptic Numerical Wave Model Solving Modified Mild Slope Equation with Nonlinear Shoaling and Wave Breaking)

  • 윤종태
    • 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.

연안유속분포 형상에 미치는 제인자 (Factors Affecting Longshore Current Profile)

  • 김경호;윤영호;조재희
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제3권2호
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    • pp.108-115
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    • 1991
  • 쇄파후 발생하는 에너지 손실과 밀접한 관계를 가지며 또한 쇄파대내에 국한되어 분포하고 있는 연안류 분포형상과 그 형상에 영향을 미치는 제인자에 대해서 고찰하였다. 연안류는 연안역의 물질확산에 관계하며 연안표사와 밀접한 관계가 있어 이에 대한 구명은 공학상으로 커다란 의미를 갖는다. 계산결과로부터 수평확산계수, 마찰계수, 파향각, 파형경사 및 해저경사 등의 연안류의 유속 분포형상에 미치는 영향을 검토하고, 계산의 타당성을 검토하기 위해 기왕의 연구결과와 본 연구에서의 계산결과를 비교 검토한다.

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Investigation of bar parameters occurred by cross-shore sediment transport

  • Demirci, Mustafa;Akoz, M. Sami
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제5권2호
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    • pp.277-286
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    • 2013
  • Cross-shore sediment transport is very important factor in the design of coastal structures, and the beach profile is mainly affected by a number of parameters, such as wave height and period, beach slope, and the material properties of the bed. In this study cross-shore sediment movement was investigated using a physical model and various offshore bar geometric parameters were determined by the resultant erosion profile. The experiments on cross- shore sediment transport carried out in a laboratory wave channel for initial base slopes of 1/8, 1/10 and 1/15. Using the regular waves with different deep-water wave steepness generated by a pedal-type wave generator, the geometrical of sediment transport rate and considerable characteristics of beach profiles under storm conditions and bar parameters affecting on-off shore sediment transport are investigated for the beach materials with the medium diameter of $d_{50}$=0.25, 0.32, 0.45, 0.62 and 0.80 mm. Non-dimensional equations were obtained by using linear and non-linear regression methods through the experimental data and were compared with previously developed equations in the literature. The results have shown that the experimental data fitted well to the proposed equations with respect to the previously developed equations.