• 대한토목학회논문집
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• 제36권6호
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• pp.1037-1048
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• 2016

본 연구에서는 Navier-Stokes 방정식과 자유수면 추적에 VOF법을 채용하는 CADMAS-SURF를 이용하여 파랑과 흐름의 비선형 상호간섭현상을 연구하였다. 파-흐름 공존장에서의 유체거동 해석을 위해 CADMAS-SURF를 수정 및 확장하였고, 계산치를 실험치와 비교하여 본 연구의 타당성을 확인할 수 있었다. 본 연구의 수치수로를 파랑-흐름 공존장에서 주어지는 복잡한 물리 현상 규명과 파-흐름-잠제의 상호간섭해석에 적용하여, 유속장, 와도장, 자유수면과 와도와의 관계 등을 논의하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제31권1호
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• pp.36-46
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• 2017

Most of the studies on the hydraulic characteristics of wave-current interaction have used 2-D hydraulic experiments or 2-D numerical simulations. However, it is difficult to understand the wave-current interaction found in actual estuaries using these. Therefore, a numerical water tank was constructed in this study to perform simulations involving a 3-D river mouth. The result showed a change in the water surface at the river mouth from the wave-current interaction. With an increase in the ratio ($V_c/C_i$) between the river current and wave celerity, the wave height and mean water level of the river increased at the wave and current meeting point. A higher $V_c/C_i$ caused a stronger wave-current interaction and increased the turbulence kinetic energy. Thus, the wave height attenuation became larger by the wave-current interaction with a higher $V_c/C_i$. In addition, it was possible to understand the flow characteristics in the vicinity of the river mouth as a result of the wave-current interaction using the mean flow and mean time-averaged velocity at the mid-cross section of river.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2006년 창립20주년기념 정기학술대회 및 국제워크샵
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• pp.113-120
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• 2006

In this paper, generation mechanisms of ocean freak waves are briefly introduced in the context of wave-current interaction phenomena. As an accurate and efficient numerical tool, the spectral element method is presented with general features and specific treatment for the wave-current interaction problem. The present model of the fluid motion is based on the Navier-Stokes equations incorporating a velocity-pressure formulation. In order to deal with the free surface motion, an Arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) description is adopted. As an intermediate stage of development, solution procedure and characteristic aspects of the present modeling and numerical method features are addressed in detail, and numerical results for wave-current interaction is left as further study.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.675-678
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• 2008

The effect of wave and current interactions on jet-like current flowing against waves was investigated based on numerical simulations. The numerical simulations are conducted by a combined model system of REF/DIF(a wave model) plus SHORECIRC(a current model) and a Boussinesq equation model, FUNWAVE. In the simulations, regular and irregular waves refracted due to the jet-like opposing current were focused along the core region of current, and the jet-like current was earlier spreaded when the waves had larger wave heights. The numerical results show that the rapid change of wave height distribution in transverse direction near current inlet plays a significant role to spread the jet-like current. In other words, the gradients of radiation stress forcing in transverse direction have a more significant effect on the jet-like current than its relatively small gradients forcing in flowing direction, which tend to accelerate the current, do. In conclusion, it is indispensible to take into account the interaction effect of wave transformation and current characteristics when waves meet the opposing jet-like current such as river mouth.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권4호
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• pp.645-650
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• 2016

본 연구에서는 기존의 수리모형실험에서 나타나는 파랑-흐름 상호작용에 의한 파고감쇠현상을 분석하기 위하여 Navier-Stokes Solver를 이용한 수치시뮬레이션을 수행하였다. 파랑과 흐름이 만날 경우, 유속의 난류성분이 증가하여 난류강도가 커지는 것을 확인하였다. 이것으로부터 파랑이 전파될수록 난류의 영향으로 파랑에너지가 감소하고, 파고가 줄어드는 현상을 이해할 수 있었다. 그리고 흐름의 유속이 증가할수록 난류강도가 증가함으로 파고감쇠효과가 크게 나타났다. 또한 파랑이 동일한 거리를 전파할 때에 파고가 작을수록, 주기가 짧을수록 파고감쇠현상이 심화되는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국해양공학회지
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• 제27권4호
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• pp.55-61
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• 2013

The numerical simulation using LES-WASS-3D is developed to investigate the wave run-up on the revetment along the canal. Interaction of ocean wave, current, and Kelvin wave is investigated on 40 conditions varying the number of ship, cruising direction, and relative cruising location of ships, when a 650TEU container cruises in the canal. The mean wave run-up heights on the revetment are compared for every simulated conditions. The largest height of wave run-up is generated at the C-pair condition and the wave run-up generated at the canal entrance is larger than that at the inside canal. When Kelvin waves is interacted with the current, the mean wave run-up height is increased approximate 10% compared with no current condition.

• 한국해양공학회지
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• 제12권3호통권29호
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• pp.75-85
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• 1998

A finite difference model for predicting time-dependent, wave-induced nearshore current is studied. The model includes wave refraction, wave-current interaction, bottom friction and wind effect. This model iteratively solved the linear the linear set of conservation of both mass and momentum, which were time averaged (over one wave period) and depth integrated, for mean velocities and free surface displacement. Numerical simulations of nearshore current under oblique wave attack, and for wave and wind induced current on a longshore periodic beach are carried out. Longshore velocities tend to zero in some distances outside the breaker line. And the peak velocity is shifted shoreward at the breaker line. The results represent the general characteristics of the nearshore current induced by wave.

• 한국해안해양공학회지
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• 제13권1호
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• pp.1-8
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• 2001

파랑으로 인해 발생되는 흐름은 연안에서 질량수송의 일련의 과정을 야기시키므로 연안유역의 관리에 파랑과 흐름의 상호작용에 대한 정확한 이해가 요구된다. 본 논문은 적응가능한 사면 구조 격자에 근간을 둔 파랑장과 흐름장을 혼합한 수치모델을 기술하였다. 사용한 모델은 쇄파, 천수, 굴절, 회절, 파랑과 흐름의 상호작용, 평균해면의 저하와 상승, 혼합 과정, 바닥 마찰 효과 그리고 해안선에 접한 운동 등을 해석할 수 있다. 주기와 수심으로 평균한 지배 방정식은 단계적으로 엇갈린 사면구조 격자에 적응 가능한 Adam-Bashforth 2차 유한 차분 기법으로 양해적으로 모델화 되었다. 본 모델로부터의 결과는 평면 해변에서 경사 입사파에 의해 발생된 연안류의 실험치와 타당한 일치를 보였다.

• 한국항만학회지
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• 제8권2호
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• pp.67-77
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• 1994

A time-domain numerical model is developed to examine the performance of a wave energy focusing structure in combined waves and a current. With the current assumed to be slow and the structure fully submerged, the wave-current interaction problem is reduced to a wave scattering problem in a uniform current. The diffraction of incident waves around a narrow berm is considered. The shape of the berm is defined by a parabola, imitating that of an optical reflector. The energy focus is achieved by reflecting the incident waves through a predetermined focal point. Through the numerical simulations, the numerical model is shown to be effective in modeling the wave-current interaction problem, and the current speed and direction are shown to affect significantly the location, amplitude and sharpness of the focus.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 추계학술대회 논문집(제1권)
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• pp.181-186
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• 2006

본 논문에서는 Freak Wave의 생성원인에 대하여 간략히 논의하였으며, 이 중 파랑-조류 비선형 상호작용에 대한 이론 및 수치적 해석기법의 역사와 장단점 등을 기술한다. 본 연구에서는 파랑-조류 상호작용에 대한 수치모델링 및 해석 기법을 개발하고 있다. 개발 중인 수치해석 기법은 공간적으로 불균일한 조류와 파랑의 비선형 상호작용을 해석하기 위하여 Navier-Stokes 방정식을 이용하여 유동현상을 모델링하였으며, 이산화를 위하여 스펙트랄요소법(Spectral Element Method; SEM)을 이용하였다. 또한 자유표면의 운동을 효과적으로 기술하기 위하여 ALE(Arbitrary Lagrangian-Eulerian)기법을 사용하였다. 본 연구의 유동 모델과 수치해석기법의 과정과 특성, 그리고 장점 등에 대하여 논의하였으며, 초기적인 수치해석 결과를 제시하였다. 이를 바탕으로 개발된 수치해석기법의 정확성 및 수렴성을 확인할 수 있다.