• 제목/요약/키워드: Nonlinear shallow-water equations

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비선형 천수방정식의 보정차분기법 (A Note on the Modified Scheme for Nonlinear Shallow-Water Equations)

  • 조용식
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.197-200
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    • 1999
  • 비선형 천수방정식을 해석하기 위하여 보정 leap-frog 기법을 확장하였다. 차분화 과정에서 발생하는 수치분산을 조정하여 Boussinesq 방정식의 분산을 대치하도록 하였다. 새로이 개발된 보정 leap-frog 기법을 이용하여 일정수심 및 경사면을 진행하는 고립파를 모의하였다. 새로운 확장기법에 의해 계산된 자유수면변위는 기존의 해석해 및 수치해와 잘 일치한다.

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1993년 북해도 남서 외해 지진해일 처오름 해석 (Analysis Run-up of 1993 Hokkaido Nansei Oki Tsunami)

  • 김재홍;손대희;조용식
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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    • pp.1063-1067
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    • 2005
  • A second-order accuracy upwind scheme is used to investigate the run-up heights of tsunamis in the East Sea and the predicted results are compared with field observed data and results of a first-order accuracy upwind scheme, In the numerical model, the governing equations solved by the finite difference scheme are the linear shallow-water equations in deep water and nonlinear shallow-water equations in shallow water The target events is 1993 Hokktaido Nansei Oki Tsunami. The predicted results represent reasonably the run-up heights of tsunamis in the East Sea. And, The results of simulation is used to design inundation map.

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THE FORMAL LINEARIZATION METHOD TO MULTISOLITON SOLUTIONS FOR THREE MODEL EQUATIONS OF SHALLOW WATER WAVES

  • Taghizadeh, N.;Mirzazadeh, M.;Paghaleh, A. Samiei
    • 충청수학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.381-391
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    • 2012
  • In this paper, the formal linearization method is used to construct multisoliton solutions for three model of shallow water waves equations. The three models are completely integrable. The formal linearization method is an efficient method for obtaining exact multisoliton solutions of nonlinear partial differential equations. The method can be applied to nonintegrable equations as well as to integrable ones.

동해의 지진해일 처오름 모의 (Simulation of Run-up of Tsunamis in the East Sea)

  • 김재홍;조용식
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제38권6호
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    • pp.461-469
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    • 2005
  • 본 연구에서는 지진해일에 의하여 동해안에 발생하는 처오름을 모의하기 위하여 2차 정확도의 풍상차분기법을 사용하였으며, 그 결과는 현장관측값과 1차 정확도의 풍상차분기법의 산정 결과와 비교하였다. 수치해석 모형에서는 지배방정식으로 원해에서는 선형 천수 방정식, 근해에서는 비선형 천수방정식을 사용하였다. 대상 지진해일은 1983년 지진해일과 1993년 지진해일이다. 수치해석 결과 동해안의 처오름높이를 잘 재현하는 것으로 확인되었다. 또한, 지진해일 처오름 모의 결과를 범람도 작성에 이용할 수 있을 것으로 판단된다.

DAM BREAK FLOW ANALYSIS WITH APPROXIMATE RIEMANN SOLVER

  • Kim, Dae-Hong
    • Water Engineering Research
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    • 제4권4호
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    • pp.175-185
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    • 2003
  • A numerical model to analyze dam break flows has been developed based on approximate Riemann solver. The governing equations of the model are the nonlinear shallow-water equations. The governing equations are discretized explicitly by using finite volume method and the numerical flux are reconstructed with weighted averaged flux (WAF) method. The developed model is verified. The first verification problem is about idealized dam break flow on wet and dry beds. The second problem is about experimental data of dam break flow. From the results of the verifications, very good agreements have been observed

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사면구조 격자를 이용한 조석흐름 수치모의 (Numerical analysis of a tidal flow using quadtree grid)

  • 김종호;김형준;남궁돈;조용식
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 한국방재학회 2007년도 정기총회 및 학술발표대회
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    • pp.163-167
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    • 2007
  • For numerical analysis of a tidal flow, a two-dimensional hydrodynamic model is developed by solving the nonlinear shallow-water equations. The governing equations are discretized explicitly with a finite difference leap-frog scheme and a first-order upwind scheme on adaptive hierarchical quadtree grids. The developed model is verified by applying to prediction of tidal behaviors. The calculated tidal levels are compared to available field measurements. A very reasonable agreement is observed.

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수치해석을 이용한 항만의 해수교환율 산정 (The Calculation of Seawater Exchange Rate in a Port by Numerical Analysis)

  • 김형준;강규영;조용식
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 한국방재학회 2008년도 정기총회 및 학술발표대회
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    • pp.237-240
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    • 2008
  • Numerical Analysis for exchanging seawater experiment is carried out in Do-Jang fish port. The change of tidal velocity and water level is derived by the two-dimensional nonlinear shallow-water numerical model. To calculate exchange rate of seawater with the change of tidal velocity and water level, a two-dimensional numerical model is employed which governing equations are Fokker-Plank equations. The calculated exchange rates of each time are described in tables and figures.

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불규칙파를 위한 약비선형 약분산 파랑 방정식 (Weakly Nonlinear and Dispersive Wave Equations for Random Waves)

  • 정재상;조용식
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제38권6호
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    • pp.429-438
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    • 2005
  • 본 연구에서는 Boussinesq 방정식을 이용하여, 불규칙 파랑의 직접적인 해석이 가능한 한 쌍의 상미분방정식을 유도하였다. 입사파랑은 TMA(TEXEL storm, MARSEN, ARSLOE) 천해 스펙트럼을 이용하여 재현하였으며, 지배방정식은 4차 Runge-Kutta 법을 이용하여 적분하였다. 새로 유도된 파랑 방정식을 이용하여, 일정 수심을 진행하는 파랑의 비선형 에너지 교환효과를 계산하였다. 또한, 일정 경사면의 정현파형 지형을 통과하는 불규칙파랑의 특성에 관해 수치적으로 검토하였다. 비선형성이 불규칙파랑의 통과와 반사에 큰 영향을 주었다.

임원에서의 1983년 동해 중부 지진해일 수치모의: 2. 임원항에서의 범람 (Numerical Simulations of 1983 Central East Sea Tsunami at Imwon: 2. Run-up Process at Imwon Port)

  • 이호준;김경희;조용식
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제35권4호
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    • pp.453-461
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    • 2002
  • 동해에서 발생한 1983년 지진해일의 동해안에서 처오름 과정을 수치해석하였다. 비선형 천수방정식에 근거한 유한차분 수치모형을 이용하였으며, 임원에서 최대 처오름높이를 예측하였다. 예측된 결과는 현장 관측자료와 비교적 잘 일치하였다. 지진해일 범람 위험을 강조하기 위해 처오름높이를 근거한 시험적인 최대범람도를 제작하였다.

SMALL AMPLITUDE WAVE IN SHALLOW WATER OVER LINEAR AND QUADRATIC SLOPING BEDS

  • Bhatta, Dambaru D.;Debnath, Lokenath
    • Journal of applied mathematics & informatics
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    • 제13권1_2호
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    • pp.53-65
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    • 2003
  • Here we present a study of small-amplitude, shallow water waves on sloping beds. The beds considered in this analysis are linear and quadratic in nature. First we start with stating the relevant governing equations and boundary conditions for the theory of water waves. Once the complete prescription of the water-wave problem is available based on some assumptions (like inviscid, irrotational flow), we normalize it by introducing a suitable set of non-dimensional variables and then we scale the variables with respect to the amplitude parameter. This helps us to characterize the various types of approximation. In the process, a summary of equations that represent different approximations of the water-wave problem is stated. All the relevant equations are presented in rectangular Cartesian coordinates. Then we derive the equations and boundary conditions for small-amplitude and shallow water waves. Two specific types of bed are considered for our calculations. One is a bed with constant slope and the other bed has a quadratic form of surface. These are solved by using separation of variables method.