Numerical Calculation of the free-Surface Flows around a Submerged Body

잠수체 주위 자유표면 유동의 수치계산

  • 김용직 (부경대학교 조선해양시스템공학과) ;
  • 하영록 (부경대학교 조선해양시스템공학과) ;
  • 홍사영 (한국해양연구원 해양시스템안전연구소)
  • Published : 2003.04.01


In this paper, the high-order spectral/boundary-element method is developed to calculate the 3-dimensional water waves generated by a submerged body. This method is one of the most efficient numerical methods by which the nonlinear gravity waves can be simulated Tn time-domain. Three-dimensional free-surface flows generated by a submerged sphere which is moving under the free-surface are calculated. Through example calculations, nonlinear effects on free-surface profiles and hydrodynamic forces are shown. Comparisons with others' results show good agreements.



  1. 김용직, 1994, '2차원 수중익주위 비선형 자유표면유동의 시간영역 시뮬레이션', 대한조선학회집, 제31권, 제2호, pp. 45-56.
  2. 김용직, 김선기, 2002, '초기 쇄파의 수치모사' 대한조선학회 논문집, 제39권, 제4호, pp. 1-10.
  3. 김용직, 황종흘, 1992, '고차 스펙트럴법에 의한 2차원 수치 파수조 개발에 관한 연구', 대한조선학회 논문집, 제29권, 제3호, pp. 131-139.
  4. 박종진, 정세민, 이영길, 이승희, 홍성완, 1995, '자유수면 아래서 전진하는 수중익 주위의 점성 유동 해석', 대한조선학회 논문집, 제32권, 제3호, pp. 72-82.
  5. 홍사영, 1994, '고차 경계요소법에 의한 선체주위 유동해석', 서울대학교 대학원, 조선해양공학과, 공학박사학위논문.
  6. Bai, K., Kim, J. and Lee, H., 1992, 'A Localized Finite-Element Method for Nonlinear Free-Surface Wave Problems',Proc. 19th Symp. on Naval Hydrodynamics.
  7. Boo, S. Y., 1998, 'Open Boundary Modeling for Fully Nonlinear Wave Simulation in a 3-D Numerical Wave Tank', 한국해양공학회지, 제12권, 제1호, pp. 99-106.
  8. Brigham, E.O., 1988, The Fast Fourier Transform, Prentice-Hall, Inc.
  9. Dommermuth, D.G. and Yue, D.K., 1988, 'The Nonlinear Three-Dimensional Waves Generated by a Moving Surface Disturbance', Proc. 17th Symp. on Naval Hydrodynamics.
  10. Lee, C.C., Liu, Y.H. and Kim, C.H., 1994, 'Simulation of Nonlinear Waves and Forces Due to Transient and Steady Motion of Submerged Sphere', Int. J. of Offshore and Polar Engineering, Vol. 4, No. 3, pp. 174-182.
  11. Xu, Q. and Mori, K.H., 1989, 'Numerical Simulation of 3-D Nonlinear Water Waves by Boundary Element Method', J. Soc. Naval Arch. Japan, Vol. 165, pp. 9-15.