Nonlinear Fluid Forces on Hinged Wavemakers

힌지형 조파기에 작용하는 비선형 파력

The nonlinear hydrodynamic pressure force and moment on hinged wavemakers of variable-draft are presented. A closed-form solution (correct to second-order) for the nonlinear wavemaker boundary value problem has been obtained by employing the Stokes perturbation expansion scheme. The physical significance of the second-order contributions to the hydrodynamic pressure moment are examined in detail. Design curves are presented which demonstrate both the magnitude of the second-order nonlinearities and the effects of the variable-draft hinge height. The second-order contributions to the total hydrodynamic force and moment consist of a time-dependent and a steady part. The sum of the first and second-order pressure force and moment show a significant increase over those predicted by linear wavemaker theory. The second-order effects are shown to vary with both relative water depth and wave amplitude. The second-order dynamic effects are relatively more important for hinged wavemakers with shallower drafts.

가변흘수를 갖는 힌지형 조파기에 작용하는 비선형 파력 및 모멘트를 산정하기 위하여 비선형경계식 문제의 2차 근사해를 Stokes의 전개기법을 이용하여 구하였다. 2차파 성분이 파력 및 모멘트에 기여하는 물리적 의미에 대해 상술하였다. 2차파에 의한 비선형성과 조파판의 흘수에 따른 파력 모멘트 변화를 결정할 수 있도록 설계곡선을 제시하였다. 2차파 성분의 전도력 및 모멘트에 기여하는 부분은 조화성분과 상수성분으로 구성된다. 1차파와 2차파 성분을 합성한 파력 및 모멘트의 크기는 선형 조파이론의 값보다 상당한 증가를 보인다. 2차파 성분의 효과는 상대수심과 파고에 따라 달라지며 짧은 흘수를 갖는 조파기에서 상대적으로 더욱 중요하다.