• 제목/요약/키워드: Boussinesq's Equation

검색결과 24건 처리시간 0.029초

${\sigma}$-좌표계 기반의 혼합 모형과 Boussinesq Equations 모형의 연계 (A Sigma-Coordinate Scalar Transport Model Coupled with Boussinesq Equations)

  • 김대홍;패트릭 라이��
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
    • /
    • pp.218-222
    • /
    • 2010
  • 본 연구에서는 ${\sigma}$-좌표계를 기반으로 하는 3차원의 이송확산 모형과 depth-integrated eddy simulation 모형을 결합한 효율적인 3차원 근역 (near-field) 해석모형을 제시하였다. 흐름 모형은 Boussinesq-type equations과 stochastic backscatter model을 기본으로 하고 있다. 이 흐름 모형은 수면의 변화와 바닥으로부터 발생하는 전단력과 파랑의 유동으로부터 발행하는 수심방향의 유속분포를 예측할 수 있다. 이와 같은 흐름 정보를 3차원 ${\sigma}$-좌표계의 이송확산모형에 제공하고 scalar의 이송과 확산에 대한 거동을 계산한다. 기본적인 이송과 이송-확산에 대한 검증 및 개수로에서 정량적 검증과 정성적 검증을 수행하였다. 전반적으로 타당한 결과가 도출되어 모형의 적합성이 있음을 확인하였다.

  • PDF

기저유출 분리를 위한 강우와 감수곡선간의 상관해석 (An Analysis of the Relationship between Rainfall and Recession Hydrograph for Base Flow Separation)

  • 이원환;김재한
    • 물과 미래
    • /
    • 제18권1호
    • /
    • pp.85-94
    • /
    • 1985
  • 수치해법와 경험적 방법을 합성함으로써 하천수문곡선의 기저유출을 분리하는 방법을 개발하였다. 기저유출 감수곡선에 대해서는 선형화된 Boussinesq 방정식과 저유함수를 적용하였으며, 또한 강우에 의하여 지하의 대수층에 침투된 량이 하천으로 유입되는 기저유출의 추정에는 Singh과 Stall의 도식적 방법을 이용하였다. 이들에대한 시간별 연속성은 다원적인 다항식 회귀론에 의하여 근사화시켰다. 본 연구과정은 자연하천에 성공적으로 적용할 수 있었으나, 감수곡선을 위한 동차선형2단상징분계의 직접적 수치해법은 부적합한 것으로 나타났으며, 손실이 발생되는 부분침투천의 기저유량은 본 연구방법에 의하여 추정할 수 없었다.

  • PDF

Analytic solution for the interaction between a viscoelastic Bernoulli-Navier beam and a winkler medium

  • Floris, Claudio;Lamacchia, Francesco Paolo
    • Structural Engineering and Mechanics
    • /
    • 제38권5호
    • /
    • pp.593-618
    • /
    • 2011
  • This paper deals with the problem of the determination of the response of a viscoelastic Bernoulli-Navier beam, which is resting on an elastic medium. Assuming uniaxial bending, the displacement of the beam axis is governed by an integro-differential equation. The compatibility of the displacements between the beam and the elastic medium is imposed through an integral equation. In general and in particular in the case of a Boussinesq medium, the solution has to be pursued numerically. On the contrary, in the case of a Winkler's medium the compatibility equation becomes a linear finite relationship, which allows finding an original analytical solution of the problem for both hereditary and aging behavior of the beam. Some numerical examples complete the paper, in which a comparison is made between the hereditary and the aging model for the creep of the beam.

비선형분산파랑모형을 이용한 항주파의 발생과 전파에 관한 수치예측모형 개발 (Numerical Prediction of Ship Induced Wave and its Propagation Using Nonlinear Dispersive Wave Model)

  • 신승호;정대득
    • 한국항해항만학회지
    • /
    • 제27권5호
    • /
    • pp.527-537
    • /
    • 2003
  • 선박의 항행에 의해 발생되는 항주파의 특성은 선박의 속도와 수심 조건에 따라 크게 달라진다. 연안 항로에서 발생된 항주파는 주변 해안으로 전파됨에 따라 항만 내의 정온 수역을 교란하여 정박 중인 소형선박, 수영객 등에 돌발적이고도 심각한 위험을 가져다 줄뿐만 아니가 해안의 침식, 호안의 결괴 등의 피해를 주기도 한다. 지금까지 항주파에 관한 연구의 관심사는 일정 수심 조건에 대해 조파저항이나 조선에 미치는 영향을 분석하는 등 주로 조선공학도의 관점에서 검토가 대상이 되어 왔으며, 가변 수심을 가진 실제 해역에 있어서의 항주파 발생과 전파에 기인한 주변 해역의 영향은 그다지 검토되지 못하였다. 최근 고속선 등의 발달로 인해 천해역에서의 항주파로 인한 인근 해역의 피해가 더욱 우려되고 있는 추세이다. 따라서 실제 수역에서의 항주파의 발달과 그 전파과정은 조사할 필요가 있는 것이다. 본 연구에서는 연안해역의 얕고 복잡한 수로와 다양한 선속 조건에 대한 항주파의 발생 및 전파를 예측하기 위하여 고정 좌표계에서 Boussinesq 방정식을 토대로 항주파 수치예측 모형을 구축하였다. 제안된 모형은 수리모형실험 결과와의 비교를 통하여 검증하였으며, 또한 실제 수로를 토대로 한 가변 수심역에 개발된 모형을 적용하여 수신 변화 고려의 중요성을 확인하였다.

FFT를 이용한 Hertz Contact 해석 (Analysis of Hertzian Contact using Fast Fourier Transform)

  • 구영필;조용주
    • 한국윤활학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국윤활학회 1998년도 제27회 춘계학술대회
    • /
    • pp.131-138
    • /
    • 1998
  • In this study, a numerical procedure to solve a contact problem has been developed. The procedure takes the advantage of signal processing technique in frequency domain to achieve the shorter computer processing time. The Boussinesq's equation was adopted as the response function. This procedure is applicable to the non-periodic surface profile as well as the periodic one. The validity of this procedure has been established by comparing the numerical results with the exact solutions. The effectiveness of this procedure is lied on the shorter computing time than any other contact analysis algorithm.

  • PDF

반복상재하중에 의해 모형벽체에 작용하는 토압(I) (Earth Pressure Acting on the Model Wall due to Repeating Surcharge Load(I))

  • 전용백
    • 한국산업융합학회 논문집
    • /
    • 제5권1호
    • /
    • pp.65-74
    • /
    • 2002
  • This paper intends to investigate such effects through experiments. The contents of the investigation are effects of position of repeated loading and unloading, passing frequency. For the purpose of the investigation an experimental load-deflection system is developed and the system is possible to measure deflection of the wall and earth pressure due to different size of strip loading and cyclic loading. The findings from the experiments are as follows: 1. As repeated loading approaches to the wall, the measured horizontal residual earth pressure agrees well with Rowe's empirical formula, while as the loading is far from the wall the earth pressure consists with Boussinesq's and Spangler's formulas. Also it is found that below 0.6m depth from ground surface the effects of repeated loading can be nearly neglected. 2. From comparison analyses of earth pressure theories and experimental results, a reagression equation is suggested herein, and earth pressure at any depth and maximum earth pressure due to cyclic loading can be estimated from the equation.

  • PDF

상재하중 이격거리를 고려한 GRS-RW 공법의 토압해석 및 설계 (Horizontal Active Thrusts and Design of GRS-RW System for Distanced Surcharge)

  • 방윤경
    • 한국지반공학회논문집
    • /
    • 제15권1호
    • /
    • pp.15-29
    • /
    • 1999
  • 본 연구에서는 GRS-RW 공법의 전면부벽체 배면으로부터 다양한 거리만큼 이격되어 등분포상 재하중이 작용하는 경우, 이러한 인접상재하중의 영향을 고려한 횡토압 예측방법을 한계평형해석에 의해 제시하였으며, GRS-RW 공법의 설계시 참고할 수 있는 예비설계(preliminary design)용 설계 도표를 제시하였다. 제시된 토압 합력의 예측방법은, 전면부벽체 배면으로부터 상재하중이 작용하는 지점까지의 수평거리를 고려할 수 있도록 하였으며, 지진하중 작용시 전면부벽체 및 뒷채움 자중에 의한 수평.연직관성력의 영향을 고려하였다. 아울러. 본 연구제시 해석법은, 점성토뒷채움의 경우에 흔히 적용되는 복합지오텍스타일 보강토공법의 해석시에 추후 적용 가능하도록 점착력이 있는 뒷채움(c-$\phi$ soil)에서 발생 가능한 인장균열의 영향을 고려할 수 있도록 하였다. 본 연구제시 해석방법의 효율성 및 적합성 등을 확인하기 위한 다양한 분석결과, 상재하중 이격거리비가 약 0.60~0.70 이상인 경우에는, 특히 상재하중의 크기 및 설계수평진도가 증가할수록, 또는 보강재의 연직간격이 0.3, 0.4m로 비교적 작은 경우에는, Jarquio의 수정 Boussinesq방정식을 이용한 토압 계산방식의 적용시 불안전측의 설계가 될 수 있는 것으로 나타났다. 본 연구에서 제시된 해석방법은, 전면부벽체의 경사가 연직인 경우로 한정하였다.

  • PDF

ERROR ESTIMATES FOR THE FULLY DISCRETE STABILIZED GAUGE-UZAWA METHOD -PART I: THE NAVIER-STOKES EQUATIONS

  • Pyo, Jae-Hong
    • Korean Journal of Mathematics
    • /
    • 제21권2호
    • /
    • pp.125-150
    • /
    • 2013
  • The stabilized Gauge-Uzawa method (SGUM), which is a second order projection type algorithm to solve the time-dependent Navier-Stokes equations, has been newly constructed in 2013 Pyo's paper. The accuracy of SGUM has been proved only for time discrete scheme in the same paper, but it is crucial to study for fully discrete scheme, because the numerical errors depend on discretizations for both space and time, and because discrete spaces between velocity and pressure can not be chosen arbitrary. In this paper, we find out properties of the fully discrete SGUM and estimate its errors and stability to solve the evolution Navier-Stokes equations. The main difficulty in this estimation arises from losing some cancellation laws due to failing divergence free condition of the discrete velocity function. This result will be extended to Boussinesq equations in the continuous research (part II) and is essential in the study of part II.

흐름과 장파에 의해 발생하는 난류 및 수송모의를 위한 수심적분형 모형 (Depth-Integrated Models for Turbulent Flow and Transport by Long Wave and Current)

  • 김대홍;패트릭 라이��
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
    • /
    • pp.546-550
    • /
    • 2010
  • 흐름과 장파에 의하여 발생되는 난류의 subgrid scale mixing effects를 고려할 수 있는 수심적분형 모형(depth-integrated model)을 제시하였다. 완전비선형의 수심적분형 모형은 약분산(weakly dispersive) 환경에서 흐름의 회전성(rotational)을 고려하도록 perturbation approach를 이용하여 유도되었다. 동일한 방법을 이용하여 수심적분형 이송확산방정식(depth-integrated scalar transport equation)을 유도하였다. 방정식은 4차정확도의 유한체적기법을 이용하여 해석하였으며, 다양한 혼합양상을 보이는 흐름에 대한 수치모의를 수행하였다.

  • PDF

대도시 복합유역의 지표 및 지표하 유출해석기법 개발 (I)- 이론 및 모듈의 개발 - (A Development of Method for Surface and Subsurface Runoff Analysis in Urban Composite Watershed (I) - Theory and Development of Module -)

  • 곽창재;이재준
    • 한국수자원학회논문집
    • /
    • 제45권1호
    • /
    • pp.39-52
    • /
    • 2012
  • 유역내에서 발생하는 유출은 지표 유출과 지표하 유출이 있으며, 서로 상호작용 상태를 유지하게 된다. 일반적으로 지표와 지표하 둘 중 한 가지 알고리즘으로 해석이 힘든 유역에 대해 지표와 지표하 사이의 동적인 관계를 상세하게 모의해야 하는 경우 상호작용에 관한 요소를 고려하여야 한다. 동적인 상호작용 시스템의 구동에서는 시 공간적인 매개변수가 중요하며, 적절한 모의를 위해시 공간적인 매개변수는 시스템 상에서 지표와 지표하 항에 대한 복합적인 메카니즘으로 구성되어야 한다. 본 연구에서는 이러한 지표 및 지표하 유출의상호작용에 관한 알고리즘을 위해 2차원 확산파 방정식을 이용하여 지표 유출을 해석하고, Darcy의 법칙과 Dupuit-Forchheimer의 가정을 이용한 Boussinesq 방정식을 적용하여 포화상태의 지표하 유출의 알고리즘을 구성하였다. 커플링 방정식으로 공간에 대해서는 유한체적법을 사용하고, 시간에 대해서는 Crank-Nicolson 방법을 이용하였으며, 지표와 지표하 흐름의 상호작용에 대해서는 질량보존의 법칙에 기반하여 구성하였다. 이상의 과정을 통하여 지표 유출해석, 지표하 유출해석, 상호작용, 수치해석 부분의 4가지 주요 모듈을 만들었으며, 4가지 주요 모듈을 통합하여 복합유역의 지표 및 지표하 유출해석 모듈을 개발하였다.