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3차원 공간에서 바닥의 움직임에 의한 규칙파의 생성을 모의할 수 있는 선형 스펙트럼법 (Linear Spectral Method for Simulating the Generation of Regular Waves by a Moving Bottom in a 3-dimensional Space)

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최초등록일 2025.07.16 최종저작일 2024.04
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3차원 공간에서 바닥의 움직임에 의한 규칙파의 생성을 모의할 수 있는 선형 스펙트럼법
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    서지정보

    · 발행기관 : 한국해안,해양공학회
    · 수록지 정보 : 한국해안·해양공학회논문집 / 36권 / 2호 / 70 ~ 79페이지
    · 저자명 : 정재상, 이창훈

    초록

    본 연구에서는 3차원 공간에서 바닥의 움직임에 따른 선형파의 생성을 모의할 수 있는 스펙트럼 법을 소개한다. 지배방정식은 선형의 동역학적 및 운동학적 자유수면 경계조건이며, 두 식은 Fourier 공간에서 해석된다.
    해석된 속도포텐셜 및 자유수면변위는 연속방정식과 운동학적 바닥경계조건을 항상 만족해야 한다. 수치해석에서시간 적분은 4차 Runge-Kutta 법을 이용하여 해석하였다. Fourier 공간에서 해석한 결과는 Fourier 역변환을 통해 실제 공간에서의 속도포텐셜과 자유수면변위로 표현된다. 본 수치모델을 이용하여 다양한 형상의 바닥이 규칙적으로움직이는 경우 생성되는 규칙파에 대해 모의하였다. 또한 바닥의 움직임을 이용하여 비스듬히 전파하는 규칙파의생성도 모의하였다. 수치모델의 결과는 해석해와 비교하였으며, 거의 일치하는 결과를 보였다.

    영어초록

    In this study, we introduce a linear spectral method capable of simulating wave generation and trans formation caused by a moving bottom in a 3-dimensional space. The governing equations are linear dynamic free-surface boundary conditions and linear kinematic free-surface boundary conditions, which are solved in Fourier space. Solved velocity potential and free-surface displacement should satisfy continuity equation and ki nematic bottom boundary condition. For numerical analysis, a 4th order Runge-Kutta method was utilized to ana lyze the time integral. The results obtained in Fourier space can be converted into velocity potential and free-sur face displacement in a real space using inverse Fourier transform. Regular waves generated by various types of moving bottoms were simulated with the linear spectral method. Additionally, obliquely generated regular waves using specified bottom movements were simulated. The results obtained from the spectral method were compared to analytical solutions, showing good agreement between the two.

    참고자료

    · 없음
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