• Title/Summary/Keyword: 파랑충격

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Estimation of Large Amplitude Motions and Wave Loads of a Ship Advancing in Transient Waves by Using a Three Dimensional Time-domain Approximate Body-exact Nonlinear 2nd-order BEM (3 차원 시간영역 근사비선형 2 차경계요소법에 의한 선체의 대진폭 운동 및 파랑하중 계산)

  • Hong, Do-Chun;Hong, Sa-Young;Sung, Hong-Gun
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.47 no.3
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    • pp.291-305
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    • 2010
  • A three-dimensional time-domain calculation method is of crucial importance in prediction of the motions and wave loads of a ship advancing in a severe irregular sea. The exact solution of the free surface wave-ship interaction problem is very complicated because of the essentially nonlinear boundary conditions. In this paper, an approximate body nonlinear approach based on the three-dimensional time-domain forward-speed free-surface Green function has been presented. The Froude-Krylov force and the hydrostatic restoring force are calculated over the instantaneous wetted surface of the ship while the forces due to the radiation and scattering potentials over the mean wetted surface. The time-domain radiation and scattering potentials have been obtained from a time invariant kernel of integral equations for the potentials which are discretized according to the second-order boundary element method (Hong and Hong 2008). The diffraction impulse-response functions of the Wigley seakeeping model advancing in transient head waves at various Froude numbers have been presented. A simulation of coupled heave-pitch motion of a long rectangular barge advancing in regular head waves of large amplitude has been carried out. Comparisons between the linear and the approximate body nonlinear numerical results of motions and wave loads of the barge at a nonzero Froude number have been made.

Characteristics of Wave Overtopping with Flared Shaped Protection Wall (2중곡면 방파제의 곡면특성에 따른 월파제어효과)

  • Kim, Mun Jeong;Lee, Geun Il;Lee, Seong Dae
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 2011.02a
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    • pp.218-218
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    • 2011
  • 2중곡면 반파공의 월파 특성을 검토하기 위하여 입사파고 및 주기가 각각 다른 불규칙파를 대상으로 수리실험을 실시하였으며, 2중곡면 반파공과 직립형 구조물에 대해 동일한 조건으로 실험하여 이를 명확히 하였다. 특히 2중곡면 상부의 곡률반경에 따라 외해측으로 되돌리는 파랑의 비말효과에서 큰 차이가 있을 것에 착안하여 상부곡면부의 곡률반경이 증가한 정상 2중곡면 반파공(FSW)과 상부곡면부의 곡률반경이 감소한 역 2중곡면 반파공(IFSW)에 대해 실험을 수행하였다. 그리고 2중곡면 원호 크기의 비 B/D=0, 20%, 40%, 60% 및 80%인 경우에 대해서도 월파특성을 비교 검토하여 다음과 같은 결론를 얻었다. 1. 2중곡면 원호 크기의 비 B/D가 증가할수록 월파저지 효과가 개선됨을 확인 하였으며 최대 B/D가 0.8인 경우 0.2에 비해 50% 이상 월파유량이 감소하여 B/D의 변동에 따른 월파저지특성을 확인하였다. 2. 역2중곡면 반파공(IFSW)의 실험결과 기존 정상2중곡면 반파공(FSW)에 비하여 20%이상 월파량이 감소하고 있음을 알 수 있었으며 이는 2중곡면 상부측의 곡률 반경이 증가함에 따른 기하학적 특성에 의해 외해측으로의 되돌림 파랑(수괴)이 증가한 것으로 판단된다. 3. 동일한 마루높이에 대해 직립형 호안에 의한 월파량 비교결과 역 2중곡면 반파공(IFSW)의 경우 최대 80%이상의 월파량 저감 효과가 나타나는 것으로 검토되었다. 4. 월파저지의 측면에서 2중 곡면공에 비해 역2중 곡면공이 우수한 것으로 예측되었으나 2중곡면 반파공의 소파원리가 반파공의 원호내에서 쇄파를 야기하여 파에너지를 소멸하는 것이므로 쇄파를 유도하는 과정에서 충격쇄파압의 발생이 예측되는 바 이에 대한 계속적인 연구가 필요한 것으로 판단된다.

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Wave Reflections from Breakwaters Having Resonance Channels with Perforated Plates (유공판을 갖는 공진수로 내장형 방파제의 반사특성)

  • Kim, Jeongseok;Seo, Jihye;Lee, Younghoon;Lee, Joongwoo;Park, Woosun
    • Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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    • 2013.10a
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    • pp.149-150
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    • 2013
  • Recently, various types of perforated breakwaters are being constructed for protecting offshore storm waves. In general, perforated breakwaters have wave chambers with perforated walls at seaside. Purposes of the wave chambers are to reduce wave reflections and maximum wave forces acting on the breakwater. Impact wave forces due to wave breaking can attack to the perforated wall directly, so the effects have to be considered in the design of the perforated wall carefully. Using resonance channels for wave energy dissipation, a new concept perforated breakwater is proposed, which is free from impact loads. Numerical simulation was made for wave reflection characteristics of the breakwater with respect to major design parameters. Numerical analysis was carried out using the Galerkin's FE model based on the linear potential theory considering energy dissipation on the perforated plate. Variations of wave reflection was investigated according to perforated ratios of perforated plate.

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Sensitivity Analysis for Active Control over Input Parameters in Tsunami Models (지진해일 모형 입력인자의 능동적 제어를 위한 민감도 분석)

  • Son, Sangyoung;Jung, Tae-Hwa
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2016.05a
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    • pp.469-469
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    • 2016
  • 본 연구에서는 지진해일 모의결과를 바탕으로 하여 지진해일모형 결과에 민감하게 작용할 수 있는 다양한 입력조건을 분석하였다. 우선 2004년 인도양 지진해일 모의를 위하여 다중격자체계를 갖추고 있는 COMCOT모형과 수심적분된 Boussinesq모형의 결합모형을 사용하였으며, 근해역에 지진해일 충격 및 피해산정 결과에 유효한 영향을 주는 입력인자를 파악하기 위하여 4가지의 시나리오를 설정하였다. 각 시나리오에서는 3개의 서로 다른 독립인자가 포함되었으며 이들은 배타적으로 결정되어 최소한의 시나리오로 다양한 분석이 가능하도록 하였다. 즉, 시나리오 1에서는 지진해일의 초기수면상태를 산정하기 위한 간략화된 단층모형을 적용하였고, 이 때 바닥마찰에 대한 고려는 배제되었다. 시나리오 2에서는 시나리오 1과 모든 조건은 동일하게 하였으나 유한단층 모형을 통해 초기수면상태를 산정하도록 하였다. 이처럼 유사하게 시나리오 3에서는 복잡한 지형 특성을 나타내는 몰디브 지역의 보다 정확한 해석을 위하여 몰디브 지역의 상세격자망을 추가적으로 다중격자체계에 포함시켰다. 마지막으로 바닥마찰항에 대한 민감도를 분석하기 위하여 시나리오 4에서는 바닥마찰항에 대한 고려를 포함시켰다. 또한, 4가지 시나리오 외에 결합모형의 성능을 평가하기 위하여, COMCOT모형만을 사용하는 시나리오를 추가적으로 설정하였다. 즉, 시나리오 1과 모든 조건은 동일하되 COMCOT모형만을 사용하도록 하였다. 설정된 조건에 따른 수치모의 결과, 지진해일 내습에 따른 해수위 변화는 각 시나리오별로 큰 차이를 보이지 않았으나, Boussinesq모형에 의한 지진해일의 동수역학적 거동은 COMCOT모형을 사용한 결과와 유의한 차이를 보였으며, 특히 파랑에 기인한 난류적 거동은 극명한 대조를 이루었다. 따라서, 본 연구결과를 통해 향후 파랑에 기인한 난류적 거동의 정확모의를 위해 수치해석에 따른 확산오차 및 바닥마찰항에 대한 면밀한 연구가 필요함을 시사하였다.

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Transient Motion Analyses for a Ship Advancing in Irregular Waves (불규칙파 중에서 전진하는 선박에 대한 시간영역 운동해석)

  • Ho-Young Lee;Hong-Shik Park;Hyun-Kyoung Shin
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.38 no.3
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    • pp.47-53
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    • 2001
  • When a ship advancing in waves is subjected to impact forces or irregular forces, the motion analyses for ship are convenient for being calculated in the time domain. The added mass, wave damping coefficients, wave exciting forces and mean drift forces are calculated by 3-Dimensional panel method used the translating pulsating Green function in the frequency domain and the motion equations which are considered by the memory effect due to waves are numerically solved by using the Newmark-$\beta$ method in the time domain. The motion analyses are carried out for a Series 60($C_B=0.7$) moving in irregular waves. The items of calculation are 6-degree motions, accelerations at the fore and after position, numbers of deck wetness and numbers of exposure at ship-bottom, etc. Moreover, the thrust addition in waves is examined by considering the time mean drift forces in the motion equations of time domain.

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3D-Numerical Simulation of Wave Pressure Acting on Caisson and Wave Characteristics near Tip of Composite Breakwater (혼성방파제의 케이슨에 작용하는 파압과 선단 주변에서 파랑특성에 관한 3차원수치시뮬레이션)

  • Choi, Goon-Ho;Jun, Jae-Hyoung;Lee, Kwang-Ho;Kim, Do-Sam
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.32 no.3
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    • pp.180-201
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    • 2020
  • It has been widely known that the effect of diffracted waves at the tip of composite breakwater with finite length causes the change of standing wave height along the length of breakwater, the spatial change of wave pressure on caisson, and the occurrence of meandering damage on the different sliding distance in sequence. It is hard to deal with the spatial change of wave force on trunk of breakwater through the two-dimensional experiment and/or numerical analysis. In this study, two and three-dimensional numerical techniques with olaFlow model are used to approach the spatial change of wave force including the impulsive breaking wave pressure applied to trunk of breakwater, the effect of rear region, and the occurrence of diffracted waves at the tip of caisson located on the high crested rubble mound. In addition, it is thoroughly studied the mean wave height, mean horizontal velocity, and mean turbulent kinetic energy through the numerical analysis. In conclusion, it is confirmed that the larger wave pressure occurs at the front wall of caisson around the still water level than the original design conditions when it generates the shock-crushing wave pressure checked by not two-dimensional analysis, but three-dimensional analysis through the change of wave pressure applied to the caisson along the length of breakwater.

Water Wave Propagation Caused by Underwater Blasting in a 3D Numerical Wave Tank (3차원 수치파동수조에서 수중발파에 의한 수면파의 전파해석)

  • Lee, Woo-Dong;Jeong, Yeon-Myeong;Choi, Kyu-Nam;Hur, Dong-Soo
    • Journal of Ocean Engineering and Technology
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    • v.33 no.4
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    • pp.364-376
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    • 2019
  • When underwater blasting is conducted, both shock waves and water waves have an effect on adjacent coastal areas. In this study, an empirical formula for estimating the details of water waves caused by underwater blasting was applied to a non-reflected wave generation system, and a 3D numerical wave tank (NWT) was improved to reproduce the generation and propagation of such water waves. The maximum elevations of the propagated water waves were comparatively analyzed to determine the validity and effectiveness of the NWT. Good agreement was demonstrated between the empirical and simulation results. The generation and propagation of water waves were also simulated under each underwater blasting scenario for the removal of the Todo islet at the Busan Newport International Terminal (PNIT). It was determined that the water waves generated by the underwater blasting scenario examined in this study did not have a significant impact on the PNIT. In addition, multiple-charge blasting caused higher wave heights than single-charge blasting. As the amount of firing charge increased, the wave height also increased. Finally, larger water waves were generated during the later blasting conducted at a deeper depth as compared with an earlier blasting conducted at a relatively shallow depth.