• Title/Summary/Keyword: 개방경계조건

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Delft-3D Simulation using Open Boundary Condition in Delft Dashboard (Delft Dashboard 개방경계조건을 이용한 Delft-3D 수치모의)

  • Kwon, Kab Keun;Kim, Jin;Kim, Gun Hyeong
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2021.06a
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    • pp.210-210
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    • 2021
  • Delft Dashboard는 유동모델을 위한 오픈소스 프로그램으로 로컬 및 글로벌 데이터 세트를 사용하여 다수의 입력 매개변수를 신속하게 생성, 편집하고 모델 내 입력을 시각화하도록 설계된 그래픽 사용자 인터페이스(GUI) 이다. 특히 Delft Dashboard에 제공하는 개방경계조건을 이용하면 격자영역을 인식하여 개방경계를 자동으로 분배 및 지정하고, 각 개방경계 위치에서 분조별 조석조화상수 값도 산출되므로 유동 모델의 편의성을 증대시킬 수 있지만 상황에 따라 적합하게 경계를 분배하여 개방경계로 지정하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 Delft Dashboard에서 제공하는 개방경계조건 중 TPXO 8.0을 이용한 Delft-3D 해수유동 수치모의를 수행하여 개방경계조건이 결과에 미치는 영향을 분석하였다. TPXO 8.0의 경우 격자영역에서 개방경계조건을 설정할 때 사용자가 경계조건에 포함될 격자 수를 지정하면 전체 격자경계에서 격자 수에 해당하는 만큼 경계를 나누어 개방경계를 지정하고 각 개방경계 위치에서의 분조별 조석조화상수값을 산출한다. 특히 격자 수에 따라 개방경계로 지정되는 정도에 따른 영향을 분석하기 위하여 인위적으로 경계를 다양하게 분배하여 개방경계를 지정한 후 수치모의에 적용하였다. 수치모의는 동해안 고리원전 인근을 대상으로 격자 생성 후 Delft Dashboard TPXO 8.0을 이용하여 전술된대로 다양한 개방경계조건을 생성하였고 이를 Delft-3D내 적용하여 해수유동 모의를 수행하였다. 각 개방경계 조건별 초기 수면 변위 분석 및 인근 조위관측소의 관측값의 비교를 통해 개방경계조건이 모의결과에 미치는 영향을 분석하였다.

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Segregated finite element method by introducing a improved open boundary condition (개선된 개방경계조건을 도입한 분리유한요소법)

  • Oh, Seung-Hun;Min, Tae-Gee;Yoo, Jung-Yul
    • Proceedings of the KSME Conference
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    • 2000.04b
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    • pp.698-703
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    • 2000
  • In a computational fluid dynamics, the imposition of open boundary condition has an important part of the accuracy but it is not easy to find the optimal boundary rendition. This difficult is introduced by making artificial boundary in unbounded domairs. Such open boundary requires us to ensure the continuity of all primitive variables because the nature is in continuum. Here we introduce a revised well-conditioned open boundary condition particularly in FEM and apply it to various problems-entrainment, body force, short domains.

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만에 적용되는 천수방정식의 개방경계조건

  • 윤태훈;서승원
    • Water for future
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    • v.20 no.3
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    • pp.219-228
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    • 1987
  • Shallow water equations were applied to the flow in and through the opening to a coastal bay with different open boundary conditions. The open boundaries, shaped like a semi-circle, have various radii. the open boundaries therefore are defined in terms of radius given by multiple of the opening width, 2B. It was found from numerical experiments that for adequate results proper radius of the boundary is 3B or greater and that for radius greater than 3B the solutions become stable. For the solution of the shallow water equations a typical Galerkin's finite element method was used.

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Open Boundary Conditions Considering the Radiating Effect (방사효과를 고려한 개방경계조건)

  • Suh, Seung Won;Shin, Eung Bai;Yoon, Tae Hoon
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.9 no.2
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    • pp.63-71
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    • 1989
  • The objective of this study is to enhance the reliability of the computed results by setting up of an improved treatments onto the open boundary condition for tidal motion in finite domain. By the $L^2-norm$ and RMS error tests, it was revealed that Sommerfeld's radiating condition gives better result than a forced boundary condition. In the numerical tests for a long wave in a simplified rectangular bay, it was found that the computational accuracy of the newly improved technique to the Sommerfeld condition, suggested in this study with the 2 dimensional shallow finite element model, could be improved by 30% of RMS error to the existing Sommerfeld condition.

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Elliptic Numerical Wave Model Using Generalized Conjugate Gradient Method (GCGM을 이용한 타원형 수치 파랑모형)

  • 윤종태
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.10 no.2
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    • pp.93-99
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    • 1998
  • Parabolic approximation and sponge layer are applied as open boundary condition for elliptic finite difference wave model. Generalized conjugate gradient method is used as a solution procedure. Using parabolic approximation a large part of spurious reflection is removed at the spherical shoal experiment and sponge layer boundary condition needs more than 2 wave lengths of sponge layer to give similar results. Simulating the propagation of waves on a rectangular harbor, it is identified that iterative scheme can be applied easily for the non-rectangular computational region.

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Wave Transformation Due to Energy Dissipation Region (에너지 감쇠영역으로 인한 파랑변형)

  • 윤종태
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.11 no.3
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    • pp.135-140
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    • 1999
  • To simulate the wave transformation by an energy dissipation region, a numerical model is suggested by discretizing the elliptic mild-slope equation. Generalized conjugate gradient method is used as solution algorithm to apply parabolic approximation to open boundary condition. To demonstrate the applicabil-ity of the numerical procedure suggested, the wave scattering by a circular damping region is examined. The feature of reflection in front of the damping region is captured clearly by the numerical solution. The effect of the size of dissipation coefficient is examined for a rectangular damping region. The recovery of wave height by diffraction occurs very slowly with distance behind the damping region.

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Analysis of Wave Responses in Harbor Using Boundary Damper Techniques (경계 damper를 이용한 항만 파낭응답 해석)

  • 정원무;박우선
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.5 no.1
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    • pp.39-44
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    • 1993
  • This paper is concerned with developing a finite element model incorporating boundary damper techniques which is applicable to the prediction of wave agitations in harbors. Based on the linear wave theory, a mild-slope equation is used. In order to consider the wave energy dissipations on solid boundary. the partial reflecting boundary condition is introduced. Radiating boundary condition is modeled by using tile second-order boundary damper developed by Bando et al. (1984). The near field region in harbor is discretized using 8-noded isoparametric elements, the boundary conditions are presented using 3-noded line elements. The numerical model is applied to a fully open rectangular harbor to prove its validity. Numerical experiments are also performed to investigate the effects of the wave reflection coefficients of solid boundary and the types of the dampers.

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Flow Characteristics through the Singok Submerged Weir in Downstream of the Han River (한강하류 신곡수중보의 흐름특성)

  • Kim, Su Jin
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2020.06a
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    • pp.20-20
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    • 2020
  • 신곡수중보는 한강종합개발사업(1982년~1986년) 중 하도정비로 인하여 상시 수위가 저하됨으로써 조수의 과도한 역류 등으로 발생하는 이수상의 문제점을 해결하고 상류에 설치된 잠실수중 보 사이의 수위유지 및 하천 공간 이용의 극대화, 연안 농경지의 용수공급 및 하천환경 보전을 목적으로 건설되어, 「잠실 및 신곡수중보 관리규정(1986)」 및 「신곡수중보 운영 매뉴얼」에 의해 관리·운영되고 있다. 신곡수중보는 준공된 이래로 한강하류의 흐름 해석에 있어 중요한 기준과 경계로서 이와 관련한 다양한 연구가 진행되었다. 신곡수중보로 인한 흐름의 변화가 하상과 생태에 미치는 영향에 관한 연구와 하구역에서의 조위 및 흐름특성과 밀도류의 거동에 관한 1, 2차원 수치해석연구가 활발히 진행되었다. 본 연구에서는 그동안 1, 2차원 수치해석연구로 한정되었던 신곡수중보 흐름특성에 관련하여 실제 수문 운영 방식을 반영한 3차원 수치해석을 수행하여 구조물의 상·하류에서 발생하는 와류 및 이차류와 같은 3차원적 흐름 구조와 이에 따른 지형의 침식·퇴적 및 구조물에 미치는 영향 등을 구체적으로 분석하였다. 우선, 신곡수중보 운영 매뉴얼과 실제 가동보 운영시스템을 비교하여 수문개방 시기, 유량 기준의 수문 운영 방법, 수위 변화에 따른 수문 운영 방법, 수문개방 순서를 분석하고 신곡수중보 주변 흐름에 대한 3차원 수치해석모형 구축을 위한 경계조건을 산정하였다. 수치해석에는 상용프로그램인 FLOW-3D를 사용하였으며, 경계처리기법 및 난류해석을 위해 FAVOR 기법과 RNG k-ε 모델을 적용하였다. 수문 동시개방 개수, 수문 개방 위치 및 순서, 개방 높이에 대한 조건을 변화시켜 구성한 시나리오에 대해 수치해석 후, 유속, 난류에너지, 이차류 등의 흐름특성을 분석하고 상·하류 수위차에 따른 방류량을 산정하여 시설물의 관리안을 도출하고 운영 매뉴얼의 개정안을 제시하였다.

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