Simulation of Standing Wave using Boundary Element Method

경계요소법(境界要素法)을 이용한 중복파(重複波)의 재현(再現)

To calculate the wave pressure acting on coastal structures under the design wave condition, it is often necessary to numerically reproduce the big standing wave profiles close to wave breaking condition. For this, the governing equation and all nonlinear terms occurring in boundary conditions should be effectively considered in the numerical wave profile. In particular, the velocity square term in the free surface boundary condition is very important. A boundary element method is applied here to calculate the standing wave profile with the velocity square term fully treated by Newton iterative method. In order to check the validity of the method, the numerical wave profiles are compared to ones calculated by the perturbation method, the Fourier approximation method and the hydraulic experiment.

해안구조물에 작용하는 설계파압(設計波壓)을 수치적으로 계산하기 위해서는 먼저 쇄파한계(碎波限界)에 가까운 큰 중복파랑을 수치적으로 재현할 필요가 있다. 이를 위해서는 지배방정식(支配方程式)과 비선형항(非線形項)을 포함하는 경계조건을 효과적으로 반영해야 하며 특히, 자유표면(自由表面) 경계조건(境界條件)에서의 속도의 제곱항의 처리가 중요하다. 본 연구에서는 Newton 방법을 이용하여 제곱항을 충실히 반영하므로써 일반적인 셜계파 성향에 거의 상응하는 중복파랑을 재현하였으며 기존의 섭동법(攝動法) 또는 Fourier 전개 기법 및 수리실험 결과와 비교하여 그 정확도를 검토하였다.