• 제목/요약/키워드: Keulegan-Carpenter number

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Experimental study of internal solitary wave loads on the semi-submersible platform

  • Zhang, Jingjing;Liu, Yi;Chen, Ke;You, Yunxiang;Duan, Jinlong
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제13권1호
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    • pp.718-733
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    • 2021
  • A prediction method, based on the Morison equation as well as Froude-Krylov formula, is presented to simulate the loads acting on the columns and caissons of the semi-submersible platform induced by Internal Solitary Wave (ISW) respectively. Combined with the experimental results, empirical formulas of the drag and inertia coefficients in Morison equation can be determined as a function of the Keulegan-Carpenter (KC) number, Reynolds number (Re) and upper layer depth h1/h respectively. The experimental and calculated results are compared. And a good agreement is observed, which proves that the present prediction method can be used for analyzing the ISW-forces on the semi-submersible platform. Moreover, the results also demonstrate the layer thickness ratio has a significant effect upon the maximum horizontal forces on the columns and caissons, but both minimum horizontal and vertical forces are scarcely affected. In addition, the incoming wave directions may also contribute greatly to the values of horizontal forces exerted on the caissons, which can be ignored in the vertical force analysis.

SIMPLE Algorithm기반의 비압축성 Navier-Stokes Solver를 이용한 Immersed Boundary Method의 적용 (IMPLEMENTATION OF IMMERSED BOUNDARY METHOD TO INCOMPRESSIBLE NAVIER-STOKES SOLVER USING SIMPLE ALGORITHM)

  • 김건홍;박승오
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.44-53
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    • 2012
  • Immersed boundary method(IBM) is a numerical scheme proposed to simulate flow field around complex objectives using simple Cartesian grid system. In the previous studies, the IBM has mostly been implemented to fractional step method based Navier-Stokes solvers. In this study, we implement the IBM to an incompressible Navier-Stokes solver which uses SIMPLE algorithm. The weight coefficients of the bi-linear and quadratic interpolation equations were formulated by using only geometric information of boundary to reconstruct velocities near IB. Flow around 2D circular cylinder at Re=40 and 100 was solved by using these formulations. It was found that the pressure buildup was not observed even when the bi-linear interpolation was adopted. The use of quadratic interpolation made the predicted aerodynamic forces in good agreement with those of previous studies. For an analysis of moving boundary, we smulated an oscillating circular cylinder with Re=100 and KC(Keulegan-Carpenter) number of 5. The predicted flow fields were compared with experimental data and they also showed good agreements.

동아시아의 인공어초 개발과 연구 현황 (A Review-Status of Development and Research of Artificial Reefs in the East Asian Countries-)

  • 이문옥;김종규;김병국
    • 수산해양교육연구
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    • 제28권3호
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    • pp.630-644
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    • 2016
  • We conducted a comprehensive review on artificial reefs (ARs) including seaweed reefs for marine afforestation in relation to their development and research from 1972 to 2016, and then systematically analyzed their current a state-of-the-art and practice. From the review, the followings conclusions are made. First, the objectives of AR projects in the Southeast Asia can be classified into three, i.e. protection and increase of fishery resources, local community's profits, and ecological tourism. Second, fish gathering effects by ARs can be determined in terms of wake region or wake length that tends to increase with the K-C (Keulegan-Carpenter) number. Third, ARs are desirable to deploy across a direction of the main flow but it is essential to keep the deployment interval two to four times the length of a single reef. Fourth, stability of ARs depends on how to evaluate drag coefficient, and Morison formula turns out to be practical. Fifth, local scours of ARs are likely to occur due to a downward flow around the center of the front surface. Finally, it is natural for ARs to positively contribute to the marine ecosystem but it is imperative to develop an evaluation method for the effects of ARs on the marine ecosystem.

신경망을 이용한 파랑하 관로주변의 세굴심 예측 (Prediction of the Scour Depth around the Pipeline Exposed to Waves using Neural Networks)

  • 김경호;조준영;이호진;오현식
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제14권5호
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    • pp.15-22
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    • 2013
  • 해저관로는 중요한 해안구조물의 하나로 연안 및 해양개발을 위해 폭넓게 사용되고 있다. 해저관로는 해저지반의 상태에 따라 파와 흐름으로 인해 주변에 세굴이 발생한다. 이로 인해 관이 뜨거나 가라앉는 경우가 발생하여 관의 내구성에 악영향을 미친다. 최근에는 해양환경에서 구조물과 여러 요인들의 복잡한 상호작용에 의한 세굴에 대해 많은 연구들이 이루어졌지만, 아직까지 세굴을 정확히 예측하는 것은 어렵다. 본 연구에서는 신경망 기법으로 관로의 세굴심 자료를 분석하여 세굴심을 예측하였다. 학습을 위해 역전파 알고리즘을 사용하였다. 신경망 모델의 학습과 검증에 총 58개의 모형실험 자료들이 사용되었다. 또한 동일한 데이터에 대해 회귀분석 기법을 통한 예측과 비교 분석하여 세굴심 예측을 위한 신경망 기법의 적용성을 검토하였다.

파와 흐름에 노출된 관로 주변부 국부세굴에 영향을 미치는 매개변수 (Parameters Analysis for Influence on the Local Scour around a Pipeline Exposed Waves and Currents)

  • 김경호;오현식;김흥국;손광식
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제24권2호
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    • pp.128-137
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    • 2012
  • 이 논문은 천해역에서 파와 흐름에 노출된 관로주변의 세굴을 다루고 있다. 해저관로주변의 세굴특성을 알아보기 위해, 관경, 주기, 파고 및 흐름속도를 달리해 가면서 실험을 수행하였다. 파와 흐름 발생장치가 사용되었고, 흐름은 파와 동일한 방향과 그 역방향으로 발생시켰다. 실험결과를 이용하여, 세굴심과 KC수, Froude 수, Ursell 수 및 속도비등과 같은 무차원 매개변수들과의 상관관계를 분석하였다. 상대세굴심은 속도비 함수가 0에 접근하면 파의 성분에 지배되고, 1에 접근하면 흐름성분에 지배되는 것을 명료히 보였다. 속도비 함수는 파와 흐름이 공존하는 영역에서 관로주변의 세굴변화를 표현할 수 있는 적절한 매개변수임이 입증되었다. 또한 Froude 수와 KC수에 각각 파의 수립자속도와 흐름속도를 고려한 매개변수들은 세굴심을 나타내는데 더 좋은 상관관계를 보여 주었다.