• 한국해안해양공학회지
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• 제14권4호
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• pp.308-318
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• 2002

본 논문에서는 Korteweg de Vries(이하 KdV)방정식의 골격내에서 천해의 풍파의 수치모형요구조건에 대한 토의를 수행하였다. KdV식을 실험자료를 포함하는 발달된 해상상태, 비정상적 풍파와 나블상황에 적용시의 비선형성과 분산성의 취약점을 논하였다. 최극해파통계의 충분한 평가를 위해서는 파고기록이 적어도 10.000개 정도의 해파를 다루어야 하는데 이는 숫적으로 다루기 힘들다. 따라서 유의파의 2-2.3배에 상응하는 최극해파의 통계적 특성을 효과적으로 평가할 수 있는 가능성을 제시하는 불규칙해파의 수치적 모형을 제시하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제6권1호
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• pp.40-50
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• 1994

가로흐름이 존재하는 천해역으로 방출되는 표면온배수에 의한 온도장의 정확한 예측을 위한 근해역 2차원 수치모형을 개발하였다. 개발된 모형은 4-방정식 난류모델로서 열적 시간상수에 대한 정보를 얻을 수 없는 2-방정식 난류모델의 단점을 극복하기 위하여 변동온도 자승 평균항 및 그것의 감쇠율에 대한 전달방정식을 2-방정식 모델의 전달방정식에 추가한 모델이다. 또한, 부력생성항 및 난류 열플럭스항을 도입하여 연직방향 확산현상을 고려하고자 하였다. 개발된 수치모형을 간단한 단면을 갖는 개수로 정상류의 경우에 대하여 적용하였으며, 그 결과를 기존의 실험결과 및 2-방정식 난류모델을 사용한 수치계산결과와 비교하였다. 4-방정식 모형에 의한 계산결과가 2-방정식 모형보다 실험결과와 잘 일치하였으며, 제트 포획 및 안정화 영역에서 온배수의 물리적 특성을 잘 재현하였다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• 제13권2E호
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• pp.76-82
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• 1994

천해 해저 퇴적물의 특성은 수 미터 깊이에서도 변할 수 있다. 퇴적층에서의 음속 뿐만 아니라 감쇠계수도 퇴적물의 성분과 특성 자체에 의해서 결정되므로 감쇠계수는 퇴적층 깊이에 따라 가변적이라고 여기는 것이 합리적이다. 본 연구에서는 포물선 방정식 기법을 도입한 음향모델을 이용하여 퇴적층 종파 감쇠계수의 변화가 100-805 Hz 대역 음파의 전파에 미치는 영향을 고찰하였다. 대상 해역은 해저면이 사질로 구성되어 있고, 수심과 최적층의 깊이는 각각 40 m, 10m이다. 감쇠계수가 퇴적층 깊이에 따라 일정하게 또는 가변적으로 가정함에 따라 음파의 전파손실은 15 km 거리에서 10dB 까지 차이가 발생한다. 모델에 의하여 계산된 전파손실은 감쇠계수를 퇴적층 깊이에 따라 변하게 할 경우 실측된 전파손실과 잘 일치한다.

• 물과 미래
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• 제29권5호
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• pp.173-184
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• 1996

본 연구에서는 2차원 천수방정식을 지배방정식으로 이용하여 유속 및 수위분포를 계산할 수 있는 수치모델을 개발하였다. 유한체적법에 의한 이산화과정에서, 3차의 Runge-Kutta 방법과 3차 정도의 upwind scheme을 도입하여 지배방정식의 비정상항과 이송항을 이산화하였다. 개발된 모형의 정확성을 검증하기 위하여 마찰 없는 직사각형 수평수로에 적용하였으며, 수치모형에 의해 얻어진 수심과 유속이 정확해야 잘 일치하였다. 또한, 본 모형을 대칭 및 비대칭 단면축소부를 갖는 직사각형 수로에 적용하여 흐름에 대한 유속분포와 홍수파의 전파가 수치모의 하였으며, 그 결과는 흐름특성을 잘 묘사하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제10권2호
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• pp.55-63
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• 1998

최근 몇몇 연구자들이 서로 다른 방법을 이용하여 수정 완경사방정식을 개발하였는데, 이는, Berkhoff 의 완경사방정석과 비교해 볼 때, 바닥 경사의 제곱 및 바닥 곡율에 비례하는 항들을 추가로 포함하고 있다. 이 식을 검토한 결과, 천이해역에서는 두 항들이 다같이 중요하지만, 천해에서는 바닥 경사 제곱항의 영향은 중요한 반면 바닥 곡률항의 영향은 작아짐을 보였다. 이 항들의 중요성을 좀더 면밀히 검토하기 위하여, 일정 사면, 비일정사면 및 주기성을 갖는 물결진 바닥으로부터의 파의 반사 문제에 대하여 수정 완경사방정식과 Berkhoff의 완경사방정식을 적용하였다. 바닥 경사만을 생각할 때, 완경사방정식이 지금까지 그 적용 한계로 알려져 왔던 1:3보다 더급한 1:1의 경사까지 정확한 결과를 나타냄을 보였다. 또한, 비교적 변화가 적은 해저면 위에서의 파의 전파를 모의할 때는 바닥 곡률항만이 중요한 역할을 하지만, 바닥 경사가 작지 않은 경우에는 보다 정확한 결과를 얻기 위하여 바닥 경사의 제곱항도 포함시켜야 함을 보였다.

• 한국환경농학회지
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• 제8권1호
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• pp.37-46
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• 1989

본 연구는 호소의 2차원 수질해석을 위해 흐름의 기본 방정식과 확산이송 방정식에 유한요소법을 도입하여 모의한 것으로, 얻은 결론은 다음과 같다. 1.단순화된 1차원 수로에서의 모형검정 결과 수치해와 정확해가 거의 일치하므로 모형의 알고리즘이 잘 구성 되었음이 입증되며, 적용결과 실측치와의 비교에서도 만족할만한 결과가 도출되어 모형의 적용 가능성이 시사되었다. 2. 삽교호의 BOD, COD, T-N, T-P, 및 SS의 농도분포가 2차원적으로 해석되었다. 3. 비점오염원의 비중이 높아 오염부하량 산정이 어려운 T-N, T-P를 사용하지 않고 COD를 모의 하므로서 부영양상태를 예측할 수 있도록 하였다. 본 연구결과는 하구언 및 방조제 등으로 인한 호수와 같이 수심에 비해 폭이 넓은 자연수역의 수질 해석에 적용될 수 있으며 이를 활용하므로서 용수취수지점의 선택, 하천 방류수의 처리기준 선정등, 수자원의 효율적인 이용 관리와 수질 대책 수립에 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.182-191
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• 2011

본 연구에서는 천 등(2009)의 동적결합형 POM-WAM 모형을 천해역 해빈류 현상 중 하나인 해향저류(undertow) 문제에 적용하였다. 수치모형의 해향저류 계산 결과를 향상시키기 위해 surface roller에 대한 방정식을 풀고, 이를 해향저류 계산에 포함시켰다. 수치모형을 Okayasu and Katayama(1992) 및 Cox and Kobayashi(1997)의 수리모형 실험에 적용하고, 계산 결과를 수리모형 실험 결과 및 Tajima and Madsen(2006)의 수치계산 결과와 함께 비교하였다. 그 결과, 본 수치모형의 계산결과와 실험결과가 잘 일치하는 것으로 나타났다. 이를 통해, 본 수치모형이 쇄파대를 포함한 천해역에 적용 가능함을 확인하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제8권2호
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• pp.137-145
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• 1996

황해ㆍ동중국해역의 M$_2$조석 잔차위 및 M$_4$ 형성에 대한 비선형항의 영향을 2차원 수심 적분된 M$_2$조석 수치모형을 이용하여 살펴보았다. 대상 해역은 황해ㆍ동중국해 전역을 포함하는 117$^{\circ}$E-130$^{\circ}$E-41$^{\circ}$N 해역으로 수치 모형의 해상도는 경ㆍ위도 방향으로 각각 1/6$^{\circ}$, l/8$^{\circ}$이며, 방사 개방 경계 조건이 사용되었다. 이류항의 영향은 음의 잔차위를 형성하는 반면 연속 방정식의 천해항의 영향은 양의 잔차위를 형성하는 상반된 효과를 보였다. M$_4$성분의 생성에 대한 이류항과 연속방정식의 천해항의 기여도는 약 90%이상으로 나타났으며, M$_4$성분의 생성에 대한 2차의 저면마찰항의 기여도는 상대적으로 작은 것으로 나타났다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권1호
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• pp.161-167
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• 2022

낮은 수심에 있는 수중보를 통과하는 해양파 문제는 수심이 낮아지면서 발생하는 Shoaling 효과, 이로 인한 비선형파의 간섭효과, 그리고 수중보를 통과한 후 수심이 다시 깊어지면서 발생하는 파주기 별 분산효과 등을 복합적으로 포함하고 있다. 따라서, 이 문제는 해양파의 이론적 접근이나 CFD의 유효성을 검증하는 좋은 사례로 많이 활용되고 있는데, 주로 규칙파에 대해서 시간영역에서의 파형변화를 수조실험 결과와 비교하여 분석한다. 본고에서는 주파수 영역에서의 에너지 스펙트럼 변화를 분석하여, OpenFOAM 등의 CFD를 적용함에 있어서 초기위상조건 등 별다른 제약이 없는지, 비선형파의 간섭효과로 인한 배음 주파수 간의 에너지 교환이 나타나는지 등을 연구하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.414-418
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• 2005

A finite element model is developed for the numerical simulation of bed elevation change in a curved channel. The SU/PG (Streamline-Upwind/Petrov-Galerkin) method is used to solve 2D shallow water equations and the BG (Bubnov-Galerkin) method is used for the Exner equation. For the time derivative terms, the Crank-Nicolson scheme is used. The developed model is a decoupled model in a sense that the bed elevation does not change simultaneously with the flow during the computational time step. The total load formula with is used for the sediment transport model. The slip conditions are described along the lateral boundaries. The effects of gravity force due to geometry change and the secondary flows in a curved channel are considered in the model. For the verification, the model is applied to two laboratory experiments. The first is $140^{\circ}$ bended channel data at Delft Hydraulics Laboratory and the second is $140^{\circ}$ bended channel data at Laboratory of Fluid Mechanics of the Delft University of Technology. The finite element grid is constructed with linear quadrilateral elements. It is found that the computed results are in good agreement with measured data, showing a point bar at the inner bank and a pool at the outer bank.