• Journal of applied mathematics & informatics
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• 제28권1_2호
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• pp.383-395
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• 2010

In the present paper, we construct the traveling wave solutions involving parameters of nonlinear evolution equations in the mathematical physics via the (3+1)- dimensional potential- YTSF equation, the (3+1)- dimensional generalized shallow water equation, the (3+1)- dimensional Kadomtsev- Petviashvili equation, the (3+1)- dimensional modified KdV-Zakharov- Kuznetsev equation and the (3+1)- dimensional Jimbo-Miwa equation by using a simple method which is called the ($\frac{G'}{G}$)- expansion method, where $G\;=\;G(\xi)$ satisfies a second order linear ordinary differential equation. When the parameters are taken special values, the solitary waves are derived from the travelling waves. The travelling wave solutions are expressed by hyperbolic, trigonometric and rational functions.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2008년도 정기총회 및 학술발표대회
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• pp.431-434
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• 2008

Pratical dispersion-correction scheme is applicated to simulate the distant propagation of tsunami. This scheme is based on the leap-frog finite difference scheme for the linear shallow-water equations. The new scheme has the advantage of using the constant spatial grid size and time step size even in area of variable depths. And this new model constructed by using the 2nd upwind scheme, dynamic linking method, and staggered grid system. This model is simulated to near Sokcho harbor about The Central East Sea Tsunami in 1983. And this result is compared to tide gage and result of former model.

• 한국해안해양공학회지
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• 제6권3호
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• pp.281-289
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• 1994

Boussinesq 식과는 달리 심해로부터 천해까지 파랑의 전영역에 적용 가능한 비선형 규칙/불규칙 파랑의 예측모델의 지배방정식이 제시되었다. 근본은 쌍곡선형 완경사방정식(Copeland, 1985)에 근거를 두고 있다. 제시된 식은 심해로부터 천해까지 선형 파랑전파의 분산 관계를 엄밀히 만족시켜주며 식을 전개하였을 때 Boussinesq 식의 여러 형태와 동일성을 유지하고 있음을 입증할 수 있었다. 또한 선형성을 유지하는 대표유속의 자유수면아래 위치를 산정할 수 있는 관계식을 제시하였다.

• 한국항만학회지
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• 제12권1호
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• pp.75-86
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• 1998

To design a coastal structure in the nearshore region, engineers must have means to estimate wave climate. Waves, approaching the surf zone from offshore, experience changes caused by combined effects of bathymetric variations, interference of man-made structure, and nonlinear interactions among wave trains. This paper has attempted to find out the effects of two of the more subtle phenomena involving nonlinear shallow water waves, amplitude dispersion and secondary wave generation. Boussinesq-type equations can be used to model the nonlinear transformation of surface waves in shallow water due to effect of shoaling, refraction, diffraction, and reflection. In this paper, generalized Boussinesq equations under the complex bottom condition is derived using the depth averaged velocity with the series expansion of the velocity potential as a product of powers of the depth of flow. A time stepping finite difference method is used to solve the derived equation. Numerical results are compared to hydraulic model results. The result with the non-linear dispersive wave equation can describe an interesting transformation a sinusoidal wave to one with a cnoidal aspect of a rapid degradation into modulated high frequency waves and transient secondary waves in an intermediate region. The amplitude dispersion of the primary wave crest results in a convex wave front after passing through the shoal and the secondary waves generated by the shoal diffracted in a radial manner into surrounding waters.

• International Journal of Ocean System Engineering
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• 제3권2호
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• pp.68-76
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• 2013

In this study, a 3D numerical model was used to predict nonlinear wave forces on a cylindrical pile installed in a shallow water region. The model was based on solving the viscous and incompressible Navier-Stokes equations for a two-phase flow (water and air) model and the volume of fluid method for treating the free surface of water. A new application was developed based on the cut-cell method to allow easy installation of complicated obstacles (e.g., bottom geometry and cylindrical pile) in a computational domain. Free-surface elevation, water particle velocities, and inline wave forces were calculated, and the results show good agreement with experimental data obtained by the Danish Hydraulic Institute. The simulation results revealed that the proposed model can, without the use of empirical formulas (i.e., Morison equation) and additional wave analysis models, reliably predict non-linear wave forces on an offshore wind turbine foundation installed in a shallow water region.

• 한국해안해양공학회지
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• 제5권3호
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• pp.212-220
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• 1993

불규칙파를 스펙트럼으로 파악하여 천해에서 천수, 굴절, 회절, 마찰 및 쇄파 등에 의하여 변이하는 현상을 해석하였다. 지배방정식은 에너지보존식과 파수벡타보존식인데 파수벡타보존식에 회절효과를 고려하는 항을 포함하였다. 스펙트럼형상을 재현하기 위하여는 선형누적법을 사용하였으며, 스펙트럼에 대한 대표 마찰계수를 간단히 산정하는 약산식을 개발, 사용하여 마찰손실효과를 고려하였다. 또한 천해역에서의 쇄파를 고려하기 위하여 Kitaigorodskii의 평형조건식을 수정하여 적용하였다. 본 연구에서 개발된 모형을 실험조건에 적용하여 검증한 결과, 계산치가 실측치와 잘 일치함을 알 수 있었다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제6권4호
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• pp.389-396
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• 1994

현존하는 시간의존 완경사방정식으로 Smith와 Sprinks(1975)가 개발한 식(이와 대등한 정확도로 Radder와 Dingemans(1985)가 개발한 식)과 Kubo 등 (1992)이 개발한 식이 있다. 분산관계식과 에너지 전송의 관점에서 시간의존 완경사방정식을 분석하였다. 수평방향으로 1차원적으로 시간의존 완경사방정식의 진폭변조현상을 선형 Scrodinger식과 대비하여 비교하였다. 분산관계식과의 관점에서 보면, Smith와 Sprinks의 모형이 보다 얕은 수심(kh$\leq$0.2$\pi$)에서 더 정확하고 아주 얕은 수심(kh=0)에서는 선형 Scrodinger식을 만족시키는 반면 Kubo 등의 모형은 보다 깊은 수심(kh>0.2$\pi$)에서 더 정확하고 천이영역의 한 지점(kh=0.3$\pi$)에서 선형 Scrodinger식을 만족시킨다. 에너지 전송의 관점에서 보면 Kubo 등의 모형이 더 정확하지만 높은 주파수 영역에서 해가 발산하는 단점이 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제44권10호
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• pp.819-830
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• 2011

T. Buffard and S. Clain은 자료의 선형 재구축에서 계산 격자의 각 변에서 보존변수의 경사가 설정되는 다중 경사 MUSCL을 제안하였다. 이 연구에서는 천수방정식에 대한 수치모형의 개발을 위해 비구조 격자에서 공간에 대한 2차 정확도를 얻을 수 있는 다중 경사 MUSCL을 적용하였으며, 흐름률의 계산을 위해 근사 Riemann 해법 중에서 HLLL 기법을 이용하였다. 모형의 적용성 검토를 위해 유럽의 IMPACT 사업의 일환으로 실시된 '고립된 건물 시험'과 '모형 도시 홍수 실험'과 비교하였다. 건물의 전면에서 저항에 의한 갑작스런 수심 상승과 건물 사이 특정 위치에서 수심의 예측에는 한계가 있었으나, 이것은 같은 실험에 대한 여러 모형들의 적용 결과에서도 나타나는 문제인 것으로 확인되었다. 보다 세분된 계산 격자에서 '모형 도시 홍수 실험'에 대한 모의 결과가 측정값에 잘 부합되는 것으로 나타났다. 개발된 모형으로 댐 붕괴나 돌발 홍수에 의한 도시 침수와 같은 복잡한 현상을 잘 모의할 수 있음이 확인되었다.

• 물과 미래
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• 제18권1호
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• pp.67-73
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• 1985

금강 감조구간의 조석전파현상을 장파, 중력파공식의 수치적분에 의한 통상적인 방법을 이용하여 조사하였다. 이용된 역학방정식은 비선형항을 포함하여 천해조를 산정할 수 있도록 하였다. 수립된 모델은 평균대, 중, 소조시의 감조구간의 조석전파를 산정하는데 이용되었으며 또한 상류홍수유출과 하구조석의 상호작용에 의한 감조구간의 수립분포를 산정하는데도 초기적용되었다. 이 연구의 목적은 하구의 체절공사가 시작되기 전의 금강감조구간의 조석역학을 조사하는데 있다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제2권1호
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• pp.51-57
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• 1990

수심변화가 완만하고 흐름이 없는 곳을 파가 전파할 때 겪게되는 침수, 굴절 및 회절현상의 해석에는 3차 Stokes파 이론에 의한 선형, 비선형, 포물형 방정식이 이용되며, 여기서는 바닥마찰과 바람의 영향은 고려하지 않는다. 이 포물형 방정식으로 암초가 있는 경우에 대해 수치해석을 수행하여 기존의 실험치와 비교 검토하였고, 회절과 굴절효과의 중요성을 고찰했다. 천해파의 특성변화 해석에는 Boussinesq방정식에 기초한 포물형 방정식이 이용된다. 흐름이 없는 경우에 방파제를 따라 전파하는 Cnoidal파의 회절현상을 수심이 변하고 입사각이 변하는 경우에 대해 수치해석을 하여 Stem wave의 특성에 대해 논의하였다.