• 한국해양공학회지
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• 제10권3호
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• pp.62-73
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• 1996

Numerical simulation is made of the three-dimensional wave breaking motion about a part of a floating offshore structure containing a circular cylinder mounted vertically onto a lower hull in regular periodic gravity wave generated by a numerical wave maker. TUMMAC-VIII finite-difference method is newly developed for such a problem. By use of density-function technique the three-dimensional wave breaking motion is approximately implenented in the framework of rectangular grid system. A porosity technique is devised for the implementation of the no-slip bydy boundary conditions. The generation of breaking waves by the interaction of incident waves with the structure is well simulated and interesting features of breaking waves are revealed with containing degree of quantitative and qualitative accuracy.

• 한국해안해양공학회지
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• 제6권2호
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• pp.157-163
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• 1994

비선형 심해파의 전개과정을 통하여 그리고 어떤 특정한 위치에서 파속이 빠른 파가 느린 파를 추월하도록 하여 파의 중복을 유도함으로써 심해쇄파를 발생시키는 실험을 수행하였다. 2차원과 3차원적인 파랑의 불안정상태와 그로 인한 쇄파의 발생이 비선형 심해파의 전개과정에서 관찰되었고 또한 예상 쇄파지점에서 출 파고를 갖는 붕괴파(spilling waves)와 권파(plunging waves)를 관찰하였다. 비선형 심해파의 전개에서는 파랑이 거의 초기에너지를 가지고 전개하였으며 쇄파가 일어난 후에는 많은 에너지가 감소하는 것으로 나타났다. 붕괴파와 권파에서도 쇄파후의 에너지의 감소가 나타났지만 특히 격렬한 권파에서의 에너지감소가 두드러지게 관찰되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.193-201
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• 1993

심해 정상파의 불안정성에 관한 실험 연구로부터, 파형경사 0.19에서 0.25 사이에서는 2차원적인 Benjamin-Feir 형태의 불안정성과 쇄파가 관찰되었으며, 파형경사가 이보다 큰 0.31 이상에서는 3차원적인 불안정성과 쇄파가 관찰되었다. 또한 이 실험에서 같은 파형 경사를 가진 2 가지 종류의 파랑이 실험, 관찰되었는데, 여기에서 작은 파고를 가진 짧은 파랑은 높은 파고를 가진 긴 파랑보다 더 불안정하고 그리고 보다 더 빨리 쇄파됨이 관찰되었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.401-412
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• 2008

본 연구에서는 3차원수치파동수로내에 쇄파후의 파랑이 대형연직원주구조물에 작용할 때 작용파력과 구조물에 의한 파랑변형을 수치적으로 해석한다. 수치해석법으로 파랑과 구조물과의 비선형상호간섭에 따른 쇄파현상을 포함하는 복잡한 자유수면의 거동특성을 고정도로 해석할 수 있는 3차원Navier-Stokes운동방정식과 자유수면추적에 3차원VOF(Volume Of Fluid)법을 결합한 강비선형해석법을 적용한다. 3차원파동장내에서 해저는 쇄파를 상대적으로 쉽게 발생시킬 수 있는 경사스텝의 해저(변수심의 경사수역과 일정수심역으로 구성)로 이루어진 경우를 고려하며, 파고의 변화에 따라 쇄파가 경사수역 또는 일정수심역에서 발생하여 일정수심역의 대형연직원주구조물에는 쇄파후의 파랑만이 작용하는 경우로 한정한다. 구조물의 위치 및 입사파랑의 파고변화가 구조물에 작용하는 파력 및 파랑변형에 미치는 특성을 쇄파전후의 파랑을 중심으로 검토하고, 쇄파후 파랑의 전파에 따른 파랑에너지의 변화와 구조물에 작용하는 파력특성과를 연관시켜 논의하여 3차원파동장에서 파랑과 구조물과의 강비선형간섭현상의 특성을 규명한다.

• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제9권4호
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• pp.373-388
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• 2022

A USW based diagnostic procedure is presented for estimating the depth of surface-breaking cracks. The diagnosis is demonstrated on seven lab-scale SFRC beam specimens, which are subjected to the CMOD controlled three-point bending test to create real bending cracks. Then, the recorded multiple ultrasonic signals are examined with the signal processing techniques, including wavelet transform and two-dimensional Fourier transform, to investigate the relationships between the crack depth and two diagnostic indices, namely the attenuation coefficient and dispersion index (DI). Finally, the reliabilities of these indices for depth estimation are verified with the visually measured crack depths as well as the crack features obtained with a digital image processing algorithm. It is found that the DI outperforms the attenuation coefficient in depth estimation, where this index displays good agreement with the visual inspection for 86% of the inspected specimens.

• 한국해안해양공학회지
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• 제12권4호
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• pp.168-180
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• 2000

In the Part I, the three dimensional model testing with NNW deep water wave direction gave the results such that the occurrence of breaking waves over the peak of Ear-Do caused very small wave height at the structure position. But the measured wave forces were rather greater than the calculated forces based on deep water wave height. Furthermore, It was also perceived that the time series of the forces looked like corresponding to the case that waves were superimposed by an unidirectional current. In the present Part II, the current is presumed to be a flow secondly induced by breaking waves, and an extensive study to clarify the current in a quantitative sense is performed through numerical analysis and hydraulic experiment. The results showed that a strong circulation can surely occur in the vicinity of the structure due to radiation stress differentials given by the breaking waves. It was also recognized that the velocity of the induced current varied with the magnitude of energy dissipation rate introduced in the numerical analysis. The numerical analysis was tuned adjusting the dissipation rate so that the calculated wave field could closely match with the experimental results of Part I. The fluid force (in prototype) for the optimal match showed approximately 2.2% increased over the calculated value based on the deep water wave height (24.6m) whereas the force corresponding to the average of the experimental values showed the increase of about 13.0%.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제32권6호
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• pp.531-552
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• 2020

선행연구에서는 3차원규칙파에 대해 olaFlow 수치모델을 적용하여 혼성방파제의 선단 주변에서 파랑특성 및 케이슨에 작용하는 파압특성을 검토하였다. 본 연구에서는 동일한 수치모델과 혼성방파제의 배치 및 형상을 적용하여 일방향불규칙파의 작용 하에 고천단의 마운드 상에 놓인 케이슨의 선단 주변에서 회절파의 발생과 배후역으로의 영향 및 케이슨에 작용하는 충격쇄파압을 포함한 파압의 공간적인 변동 등을 2차원 및 3차원적으로 검토한다. 또한, 수치해석으로부터 혼성방파제 주변에서 주파수스펙트럼, 평균유의파고, 평균수평유속 및 평균난류운동에너지의 변동특성도 면밀히 분석·검토한다. 이로부터 2차원수치해석에서는 발생되지 않았던 충격쇄파압이 3차원수치해석에서는 발생되는 경우가 나타나고, 충격쇄파압의 발생 시 경우에 따라 기존의 설계조건보다 매우 큰 파압이 정수면 근방의 케이슨의 전면 벽체에 작용되는 등의 중요한 결과를 얻을 수 있었다. 또한, 동일한 입사유의파랑에 대해 케이슨에 작용하는 파압분포가 방파제의 길이에 따라 변동하는 것을 확인할 수 있었으며, 이러한 변동은 크기에서 차이를 나타내지만, 3차원규칙파에 대한 선행연구의 경우와 유사한 특성을 갖는다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제3권3호
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• pp.216-224
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• 2011

In This study develops a quasi-three dimensional numerical model of wave driven coastal currents with accounting the effects of the wave-current interaction and the surface rollers. In the wave model, the current effects on wave breaking and energy dissipation are taken into account as well as the wave diffraction effect. The surface roller associated with wave breaking was modeled based on a modification of the equations by Dally and Brown (1995) and Larson and Kraus (2002). Furthermore, the quasi-three dimensional model, which based on Navier-Stokes equations, was modified in association with the surface roller effect, and solved using frictional step method. The model was validated by data sets obtained during experiments on the Large Scale Sediment Transport Facility (LSTF) basin and the Hazaki Oceanographical Research Station (HORS). Then, a model test against detached breakwater was carried out to investigate the performance of the model around coastal structures. Finally, the model was applied to Akasaki port to verify the hydrodynamics around coastal structures. Good agreements between computations and measurements were obtained with regard to the cross-shore variation in waves and currents in nearshore and surf zone.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권4B호
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• pp.333-341
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• 2011

본 연구에서는 RANS를 지배방정식으로 하는 3치원 수치모의를 이용하여 댐 붕괴로 인한 3차원적인 흐름 특징이 지배하는 댐 직하류에서 댐 붕괴파의 전파 현상, 특히 홍수파의 비정상성과 불연속성, 홍수파와 그 빈사파의 영향, 상류 및 사류 흐름의 혼재, 마른 하도에서의 전파, 이동상 수로에서의 전파와 같은 복잡한 현상을 포함하는 홍수파의 전파를 해석하였다. 부분 댐 붕괴로 인한 홍수파의 전파 해석과 90${\circ}$ 만곡을 가지는 실험수로에서의 홍수파 전파 해석에서는, 2차원 천수방정식을 지배방정식으로 사용하는 수치모의의 한계점으로 지적되었던 댐 붕괴 지점에서의 급격한 수위 변화와 저수지에서의 수위 진동 현상을 제대로 모의할 수 있었다. 또한 댐을 경계로 상류와 하류의 지형이 평행하거나 상류가 높은 또는 하류가 높은 계단형의 이동상 수로에서의 홍수파의 전파 및 하상변동을 성공적으로 모의할 수 있었다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제1권1호
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• pp.20-28
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• 2009

In thus paper we validate a numerical model for wave-structure interaction by comparing numerical results with laboratory data. The numerical model is based on the Navier-Stokes (N-S) equations for an incompressible fluid. The N-S equations are solved by a two-step projection finite volume scheme and the free surface displacements are tracked by the volume of fluid (VOF) method The numerical model is used to simulate solitary waves and their interaction with a group of slender vertical piles. Numerical results are compared with the laboratory data and very good agreement is observed for the time history of free surface displacement, fluid particle velocity and wave force. The agreement for dynamic pressure on the cylinder is less satisfactory, which is primarily caused by instrument errors.