Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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v.19
no.1
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pp.29-37
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2007
In this study, transmission and reflection of multi-directional random waves propagating over impermeable submerged breakwaters are calculated by using eigenfunction expansion method. A series of mutiderectional random waves is generated by using the Bretschneider-Mitsuyasu frequency and Mitsuyasu type directional spectrum. Strong reflection is occurred at the Bragg reflection condition of the peak frequency. If the row of breakwaters is fixed at 3 and the relative height of breakwater is fixed at 0.6, more than 25% of incident wave energy is reflected to offshore. It is also found that the reflection of directionally spreading random waves increases as the maximum spreading parameter $s_{max}$ increases.
The numerical models of the parabolic equation, applicable only to the progressive wave, and hyperblic equation, which may consider even the reflected wave, were developed and applied to the area of the submerged circular shoal and then results obtained from both models were compared with experimental measurements and each other. The hyperbolic model was further applied to both the detaced breakwater and the breakwater with a gap. The numerical results were plotted and compated with the existing data. Numerical solutions were obtained with the finite difference method.
KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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v.31
no.5B
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pp.483-489
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2011
In this study, the coupled-numerical model has been newly developed to investigate numerically scouring and deposition around a coastal structure like a submerged breakwater using a numerical wave model and a lagrangian particle model for sand transport. As a numerical wave model, LES-WASS-2D (Hur and Choi, 2008) is adopted. The model is able to consider the flow through a porous midium with inertial, laminar and turbulent resistance term and determine the eddy viscosity with LES turbulence model. Distinct element method (Cundall and Strack, 1979), which is able to apply to many dynamical analysis of particulate media, as a lagrangian particle model for sand transport is newly coupled to the numerical wave model. The numerical simulation has been carried out to examine the scour problem in front of an impermeable submerged breakwater using the newly coupled-numerical model. The numerical results has been compared qualitatively with an existing experimental data and then its applicability has been discussed.
This study proposes an improved 3-D model that includes a new non-reflected wave generation system for oblique incident and multi-directional random waves, which enables us to estimate the effect of the various wave-types on 3-D wave fields in a coastal area with permeable submerged breakwaters. Then, using the numerical results,the three-dimensional wave field characteristics around permeable submerged breakwaters are examined in cases of oblique incident and multi-directional random waves. Especially, the wave height, mean surface elevation and mean flow around the submerged breakwaters are discussed in relation to the variation of incident wave condition.
Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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v.28
no.3
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pp.132-145
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2016
In case of the seabed around and under gravity structures such as submerged breakwater is exposed to a large wave action long period, the excess pore pressure will be generated significantly due to pore volume change associated with rearrangement soil grains. This effect will lead a seabed liquefaction around and under structures as a result from decrease in the effective stress. Under the seabed liquefaction occurred and developed, the possibility of structure failure will be increased eventually. In this study, to evaluate the liquefaction potential on the seabed quantitatively, numerical analysis was conducted using the expanded 2-dimensional numerical wave tank model and the finite element elasto-plastic model. Under the condition of the regular wave field, the time and spatial series of the deformation of submerged breakwater, the pore water pressure (oscillatory and residual components) and pore water pressure ratio in the seabed were estimated.
Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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v.29
no.1
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pp.20-35
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2017
In the case of the seabed around and under gravity structures such as submerged breakwater is exposed to a large wave action long period, the excess pore pressure will be significantly generated due to pore volume change associated with rearrangement soil grains. This effect will lead a seabed liquefaction around and under structures as a result of the decrease in the effective stress, and eventually the possibility of structure failure will be increased. The study of liquefaction potential for regular waves had already done, and this study considered for irregular waves with the same numerical analysis method used for regular waves. Under the condition of the irregular wave field, the time and spatial series of the deformation of submerged breakwater, the pore water pressure (oscillatory and residual components) and pore water pressure ratio in the seabed were estimated and their results were compared with those of the regular wave field to evaluate the liquefaction potential on the seabed quantitatively. Although present results are based on a limited number of numerical simulations, one of the study's most important findings is that a safer design can be obtained when analyzing case with a regular wave condition corresponding to a significant wave of the irregular wave.
Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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v.28
no.6
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pp.332-349
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2016
OLAFOAM is the powerful CFD code and is an expanded version of $OpenFOAM^{(R)}$, for wave mechanics simulation. The $OpenFOAM^{(R)}$ does provide many solvers to correspond to each object of the numerical calculation in a variety of fields. OLAFOAM's governing equation bases on VARANS (Volume-Averaged Reynolds-Averaged Navier-Stokes) equation, and the finite volume method is applied to numerical techniques. The program is coded in C++ and run on the Linux operating system. First of all, in this study, OLAFOAM was validated for 1) wave transformation inside porous structure under bore and regular wave conditions, 2) wave transformation by submerged breakwater under regular wave condition, and 3) regular wave transformation and resultant vertical velocity distribution under current by comparison with existing laboratory measurements. Hereafter, this study, which is almost no examination carried out until now, analyzed closely variation characteristics of water surface level, wave height, frequency spectrum, breaking waves, averaged velocity and turbulent kinetic energy around porous submerged breakwater in the wave and current coexisting field for the case of permeable or impermeable rear beach. It was revealed that the wave height fluctuation according to current direction(following or opposing) was closely related to the turbulent kinetic energy, and others.
Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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v.28
no.4
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pp.177-190
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2016
In case of the seabed around and under gravity structures such as submerged breakwater is exposed to a large wave action long period, the excess pore pressure will be generated significantly due to pore volume change associated with rearrangement soil grains. This effect will lead a seabed liquefaction around and under structures as a result from decrease in the effective stress. Under the seabed liquefaction occurred and developed, the possibility of structure failure will be increased eventually. Lee et al.(2016) studied for regular waves, and this study considered for irregular waves with the same numerical analysis method used for regular waves. Under the condition of the irregular wave field, the time and spatial series of the deformation of submerged breakwater, the pore water pressure (oscillatory and residual components) and pore water pressure ratio in the seabed were estimated and their results were compared with those of the regular wave field to evaluate the liquefaction potential on the seabed quantitatively. Although present results are based on a limited number of numerical simulations, one of the study's most important findings is that a more safe design can be obtainable when analyzing case with a regular wave condition corresponding to a significant wave of irregular wave.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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