본 논문에서는 단파의 파군이 계단형 지형을 통과할 때 발생하는 2차 장파를 이론적으로 연구하였다. 먼저, 수심 변화에 의한 단파의 회절을 해석하였으며, 다변수 섭동법을 이용하여 2차 장파의 지배방정식을 유도하였다. 2차 장파 방정식을 해석하여 서로 다른 속도로 진행하는 자유장파와 구속장파가 발생함을 보였다.
입사파의 파군에 의해 생성되는 장파는 항내에서 부진동의 문제를 발생시킬 가능성이 있다. 다변수 섭동법을 사용하여 구속장파와 자유장파로 구성된 2차 장파에 관한 지배 방정식의 해석 해를 유도하였다. 자유 장파의 경우 천해역에서의 파속도로 진행하는 반면 구속 장파의 경우 군속도로 진행한다. 장파의 의한 공명을 조사하기 위하여 사다리형태로 변화하는 지형을 고려하였다. 파의 입사각, 수심, 또는 유속에 의하여 자유 장파의 갇힘과 공명현상이 발생하였다.
Young Jun Kim;Hyung Min Baek;Young Jun Yang;Eun Soo Kim;Young-Myung Choi
한국해양공학회지
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제37권1호
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pp.20-30
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2023
Modeling a nonlinear ocean wave is one of the primary concerns in ocean engineering and naval architecture to perform an accurate numerical study of wave-structure interactions. The high-order spectral (HOS) method, which can simulate nonlinear waves accurately and efficiently, was investigated to see its capability for nonlinear wave generation. An open-source (distributed under the terms of GPLv3) project named "HOS-ocean" was used in the present study. A parametric study on the "HOS-ocean" was performed with three-hour simulations of long-crested ocean waves. The considered sea conditions ranged from sea state 3 to sea state 7. One hundred simulations with fixed computational parameters but different random seeds were conducted to obtain representative results. The influences of HOS computational parameters were investigated using spectral analysis and the distribution of wave crests. The probability distributions of the wave crest were compared with the Rayleigh (first-order), Forristall (second-order), and Huang (empirical formula) distributions. The results verified that the HOS method could simulate the nonlinearity of ocean waves. A set of HOS computational parameters was suggested for the long-crested irregular wave simulation in sea states 3 to 7.
비대칭 트렌치 지형 위를 통과하는 장파의 해석 해를 유도하였다. 트렌치 내부의 수심은 트렌치 중심으로부터 거리의 멱에 비례하여 감소한다. 장파의 가정을 사용하여 지배 방정식인 완경사 방정식을 변수 계수를 갖는 이차 상미분 방정식으로 변환하였으며 멱급수를 이용하여 해석 해를 구하였다. 수치 모델과의 비교를 통하여 해석 해의 타당성을 확인하였다. 다양한 조건에서 해석 해를 계산하여 그 결과를 분석하였다.
Thermo-acoustic waves can be thermally generated in a compressible flow field by rapid heating and cooling, and chemical reaction near the boundary walls. This mechanism is very important in the space environment in which natural convection does not exist. Also this may be a significant factor for heat transfer when the fluids are close to the thermodynamic critical point. In this study, the generation and transmission characteristics of thermo-acoustic waves in an air-filled confined domain with two-step pulsed heating are studied numerically. The governing equations are discretized using control volume method, and are solved using PISO algorithm and second-order upwind scheme. For the purpose of stable solution, time step was set to the order of $1\times10_-9s,\;and\;grids\;are\;50\times2000$. Results show that temperature and pressure distributions of fluid near the boundary wall subjected to a rapid heating are increased abruptly, and the induced thermo-acoustic wave propagates through the fluid until it decays due to viscous and heat dissipation. Pressure waves have sharp front shape and decay with a long tail in the case of step heating, but these waves have sharp pin shape in the case of pulsed heating.
파랑과 흐름이 공존하는 해안에서의 비점착성 퇴적물이동에 대하여 육지-외해방향 총 퇴적물 이동률을 산정할 수 있는 경험식을 제안한다. 본 경험식은 파랑만 존재하는 경우와 흐름만 존재하는 경우에도 범용적으로 사용할 수 있다. 해수면 기준 비대칭인 파랑을 이용하여 퇴적물의 부상률과 이동거리의 곱으로 단위면적당 총 퇴적물 이동률을 계산할 수 있다. 대체로 파고가 큰 파랑이 입사하는 경우 퇴적물은 외해방향으로 이동하는 반면 파고가 작은 파랑의 경우 육지방향으로 퇴적물을 이동시키는 경향을 본 예측식이 잘 재현하고 있다. 또한 장주기 파랑의 경우 퇴적물을 육지방향으로 이동시키려는 경향을 본 예측식이 잘 보여준다.
해상에 계류된 부유체에 좁은 폭의 스펙트럼을 갖는 파가 입사하게 되면 부유체는 두 가지의 대조적인 주기를 갖고 운동을 한다. 이 운동중 장주기 성분의 주기는 계류된 부유체의 수평방향 고유주기와 같은 정도의 크기여서 유발되는 대진폭 수평 변위는 계류삭에 심각한 응력을 발생시키므로 이에 대한 해석이 필요하다. 본 연구에서는 다척도전개기법(Multiple-Scale Expansion Method)을 시간과 길이에 적용하여 부유체의 운동은 선형 1차 조화 문제와 선형 장주기 문제의 2가지 선형 문제로 표현될 수 있음을 보였다. 따라서 임의 형상을 지닌 3차원 부유체의 대진폭 표류 운동은 2차 포텐셜문제를 풀지않고 해석될 수 있음을 입증하였다. 아울러 장주기 표류운동에 수반되어 장파가 발생함을 보였으며 장주기 운동과 관련되는 감쇠력에 대해서도 고찰하였다.
The time simulation of slow drift motions of moored FPSO in waves is presented. The equation of motion based on Cummin's theory of impulse responses are employed, and are consisted of horizonal plane -surge, sway and yaw. The added mass coefficients, wave damping coefficients, first order wave exciting forces and the second order wave drift forces involved in the equations are obtained from a three-dimensional panel method in the frequency domain. The mooring lines are modeled quasistatically as catenary for chains and touchdown. As for numerical example, time domain analyses are carried out for a box-type FPSO in long crest irregular wave condition.
This study set out to develop clothes made of electromagnetic wave shielding materials. Among the various worker groups exposed to electromagnetic waves for long hours, railroad workers were chosen for the study. After selecting the locations they worked, the investigator measured electromagnetic wave on the field. To examine the effects of electromagnetic wave shielding materials, I applied a lining made of electromagnetic wave shielding materials to the existing work clothes. The first experimental clothes had the silver fabric for the lining in the current working clothes, the second experimental clothes had the copper- and nickel-plate polyester placed between the outer and the lining to prevent the corrosive material from contacting the skin, and the third experimental clothes had the silver fabric for the lining and the copper- and nickel-plate polyester between the outer and the lining. The results indicate that even if a fabric is evaluated to shield electromagnetic waves after tests, it cannot completely shield electromagnetic waves emitting from everyday appliances of 60Hz. Therefore, there should be ongoing development and research efforts on fabrics that can shield electromagnetic waves to a certain degree in order to develop working clothes to alleviate fatigue for those who are constantly exposed to electromagnetic waves, relieve their anxiety, offer them psychological stability and thus help them increase job efficiency.
압력파의 일종인 열음향파는 압축성유체를 급속히 가열 또는 냉각하는 경계면 근처에서 유체가 순간적으로 압축 및 팽창하는 경우에 발생하는 현상으로 자연대류가 일어나지 않는 우주공간에서는 매우 중요한 열전달 메커니즘이다. 본 연구에서는 공기로 채워진 공간에서 급속한 가열에 의하여 발생한 열음향파의 전달특성을 수치적인 방법에 의하여 평가하고자 유한체적법을 기반으로 비정상 지배방정식을 이산화하였으며, PISO알고리즘과 2계 상향기법을 적용하여 해석을 수행하였다. 안정적인 수치해는 50 $\times$ 800 개의 셀과 1 $\times$$10^{-9}$ 시간간격을 적용하여 얻을 수 있었으며, 생성된 열음향파는 유체 속을 통과하면서 점성과 열소산에 의하여 점점 감쇠하여 가는 경향을 보였다. 생성된 압력파는 날카로운 전단과 점점 감소하여 길게 늘어지는 후단부를 갖는 형상을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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