Numerical investigations were performed with an external-compression inlet with a three-dimensional bump at Mach 2 to scrutinize the geometrical effects of the bump in controlling the interaction of a shock wave with a boundary layer. The inlet was designed for two oblique shock waves and a terminal normal shock wave followed by a subsonic diffuser, with a circular cross-section throughout. The bump-type inlet that replaced the aft ramp of the conventional ramp-type inlet was optimized with respect to the inlet performance parameters as well as compared with the conventional ramp-type inlet. The current numerical simulations showed that a bump-type inlet can provide an improvement in the total pressure recovery downstream of the shock wave/boundary layer interaction over a conventional ramp-type inlet.
Numerical investigations were performed with an external-compression inlet with a three-dimensional bump at Mach 2 to scrutinize the geometrical effects of the bump in controlling the interaction of a shock wave with a boundary layer. The inlet was designed for two oblique shock waves and a terminal normal shock wave followed by a subsonic diffuser, with a circular cross-section throughout. The bump-type inlet that replaced the aft ramp of the conventional ramp-type inlet was optimized with respect to the inlet performance parameters as well as compared with the conventional ramp-type inlet. The current numerical simulations showed that a bump-type inlet can provide an improvement in the total pressure recovery downstream of the shock wave/boundary layer interaction over a conventional ramp-type inlet.
Subject of the paper is a particular configuration of overhead line, in which noise barrier structure is used as supports of the catenary instead of standard poles. This configuration is foreseen in case the noise barrier position is in conflict with the poles location. If the catenary is supported by the noise barrier, the motion that the latter undergo due to wave pressure associated to train transit is transmitted to the overhead line, so that potentially it influences the interaction between the catenary itself and the pantograph of the passing train. The paper focuses on the influence of such peculiar configuration on the quality of the current collection of high speed pantograph, for single and double current collection. The study has been carried out first with an experimental investigation on the pressure distribution on noise barrier, both in wind tunnel and with in-field tests. Subsequently a numerical analysis of the dynamics of the barrier subjected to the wave pressure due to train transit has been carried out, and the output of such analysis has been used as input data for the simulation of the pantograph-dynamic interaction at different speeds and with front or rear pantograph in operation. Consideration of structural modifications was then highlighted, in order to reduce the influence on the contact loss percentage.
Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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v.2
no.2
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pp.96-103
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1990
A local Iribarren number is suggested for the universal use of breaker type classification, which relates the bed slope to the wave steepness, both being given from the breaking point. The existing Iribarren number uses the wave length at an offshore point, while the local Iribarren number uses the wave length at the breaking point so that it can imply any influences due to current interaction and diffraction. The modified form of Miche's breaking criterion includes 고 breaking parameter which may be related to the local Iribarren number. Using the modifiedform of Miche's criterion with the local Iribarren number, the inclusion of Doppler effect seems to describe well the wave breaking mechanism in a current-interacted flow on a sloping beach without any additional effects implemented.
Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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v.6
no.1
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pp.81-87
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1994
The mild slope equation has been directly derived from the energy equation, and the relation between energy equation and Green's first and second identities was also clarified. It is shown here that the mild slope equation of elliptic type in the wave-current interaction has to have the same form as the one derived by Berkhoff (1972), and its physical meaning was investigated through analytical solutions.
Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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v.30
no.2
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pp.39-50
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2018
In this study, the nonlinear interaction of irregular waves with wave breaking and currents around permeable submerged breakwater was investigated with the aid of olaFlow model which is open source CFD software published under the GPL license. The irregular wave performance of olaFlow applied in this study was verified by comparing and evaluating the target frequency spectrum and the generated frequency spectrum for applicability to irregular waves. Based on the applicability of this numerical model to irregular wave fields, in the coexistence fields of irregular waves and currents, the characteristics of wave height, frequency spectrum, breaking waves, averaged velocity and turbulent kinetic energy around porous submerged breakwater with the respect to the beach type and current direction versus wave propagation were carefully investigated. The numerical results revealed that the shape of wave breaking on the crown of the submerged breakwater and the formation of the mean flow velocity around the structure depend greatly on the current directions and the type of the beach. In addition, it was found that the wave height fluctuation due to the current direction with respect to the wave propagation is closely related to the turbulent kinetic energy.
Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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v.6
no.1
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pp.72-80
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1994
A discrete spectral model of wind waves for arbitrary depth and current is presented This model incorporates wave growth. decay by opposite int bottom friction and wave-current interaction. Depth dependent factor was also added to the fully developed spectrum in order to consider finite depth effects. The physical behavior for the effect of depth and bottom friction was analyzed for an artificially-imposed wind field.
Introduction of wave model, take into account the effect of tide, wind and wave induced currents at the coastal waters of complex bathymetry, is a very important factor for most coastal engineering design and disaster protection problems. As the steady state spectral wave model could simulate depth induced wave shoaling and refraction, current induced refraction effect, steepness induced wave breaking, diffraction, wind wave growth, wave-wave interaction, and wave-current interaction that redistribute energy, this would support and compensate the gap in the real field of design where other wave models could not deal and cause wrong estimation. In this study, for better understanding and analysis of wave transformation process, we applied the spectral wave model to the large coastal waters near Gaduck Island where the Busan new port construction project is going on. We also compared the simulation results with the calculatea from the existing model. From such a trial of this study, we hope that broader and safer use of the spectral model in the area of port design and disaster prevention system come through in near future.
Ocean surface waves may be modified by ocean current and their observation may be severely distorted if the observer is on a moving platform with changing speed. Tidal current near a sill varies inversely with the water depth, and results spatially inhomogeneous modulation on the surface waves near the sill. For waves propagating upstream, they will encounter stronger current before reaching the sill, and therefore, they will shorten their wavelength with frequency unchanged, increase its amplitude, and it may break if the wave height is larger than 1/7 of the wavelength. These small scale (${\sim}$ 1 km changes is not suitable for satellite radar observation. Spatial distribution of wave-height spectra S(x, y) can not be acquired from wave gauges that are designed for collecting 2-D wave spectra at fixed locations, nor from satellite radar image which is more suitable for observing long swells. Optical images collected from cameras on-board a ship, over high-ground, or onboard an unmanned auto-piloting vehicle (UAV) may have pixel size that is small enough to resolve decimeter-scale short gravity waves. If diffuse sky light is the only source of lighting and it is uniform in camera-viewing directions, then the image intensity is proportional to the surface reflectance R(x, y) of diffuse light, and R is directly related to the surface slope. The slope spectrum and wave-height spectra S(x, y) may then be derived from R(x, y). The results are compared with the in situ measurement of wave spectra over Keelung Sill from a research vessel. The application of this method is for analysis and interpretation of satellite images on studies of current and wave interaction that often require fine scale information of wave-height spectra S(x, y) that changes dynamically with time and space.
The structural design requirements of an offshore platform subjected to wave induced forces and moments in the jacket can play a major role in the design of the offshore structures. For an economic and reliable design; good estimation of wave loadings are essential. A nonlinear response analysis of a fixed offshore platform under structural and wave loading is presented, the structure is discretized using the finite element method, wave plus current kinematics (velocity and acceleration fields) are generated using 5th order Stokes wave theory, the wave force acting on the member is calculated using Morison's equation. Hydrodynamic loading on horizontal and vertical tubular members and the dynamic response of fixed offshore structure together with the distribution of displacement, axial force and bending moment along the leg are investigated for regular and extreme conditions, where the structure should keep production capability in conditions of the 1-yr return period wave and must be able to survive the 100-yr return period storm conditions. The result of the study shows that the nonlinear response investigation is quite crucial for safe design and operation of offshore platform.
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