KSCE Journal of Civil Engineering (토목)

Korean Society of Civil Engeneers (대한토목학회)
권호 표지

Numerical Simulation of Wave Fields Due to the Impermeable Submerged Breakwater Using VOF Method

VOF법에 기초한 불투과잠제 주변파동장의 수치해석

김도삼;이광호;허동수;김정수

  • Published : 20010000

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Abstract

Recently, various numerical models for wave breaking have been presented but these models can't analyze wave transformation after wave breaking. In this study, full-nonlinear numerical analysis including wave breaking and transformation after breaking has been performed in the two-dimensional numerical wave channel, installed impermeable submerged breakwater, based on the volume of fluid method(VOF;Hirt and Nichols, 1981). The results of the wave profile agree with experimental results of Kawasaki(1997). Strongly nonlinear waves are occurred on the crown of the submerged breakwater and wave crest is divided after breaking. Also, return flow to incident wave is generated after the breaking point, vortices are formed behind submerged breakwater, and large vorticity is occurred in the breaking point.

최근, 쇄파에 관한 다양한 수치해석이 수행되어 왔지만 기존의 수치해석기법들로는 쇄파후의 파랑변형과정을 충분히 고찰할 수 없다. 본 연구에서는 Hirt와 Nichols(1981)가 제안한 VOF 법에 기초하여 불투과잠제가 설치된 2차원수치파동수조내에서 쇄파 및 쇄락후의 파랑변형과정을 포함한 full-nonlinear 수치해석을 수행하였다. 수면변동에 대한 해석결과는 Kawasaki(1997)의 수리실험결과와 잘 일치하였으며, 잠제상에서 강한 비선형성분파가 발생하고 쇄파된 후에는 파봉이 분열되는 현상을 확인하였다. 또한, 쇄파시에는 쇄파점 이후에서 파의 진행방향과 반대방향의 흐름이 발생하고. 잠제의 배후에서는 와가 형성되며 쇄파점에서 큰 와도가 발생하였다.

Keywords

References

  1. 대한토목학회논문집 v.17 no.2-3 수치파동수조중에 놓인 잠제에 의한 쇄파의 수치해석 김도삼;허동수;윤덕영;정연태
  2. 대한토목학회논문집 v.18 no.2-1 투과성잠제에 의한 쇄파의 수치해석에 관한 연구 김도삼;허동수;정연태;윤덕영
  3. 港 構造物耐波設計 合田良實
  4. 日本海岸工學論文集 v.40 水構造物たよる波の數値解析 田伸辛伸;岩田好一朗;金 度三
  5. 權
  6. 川活司
  7. v.47 蔣動
  8. v.47 許 東秀
  9. Coastal Eng. v.11 Source generation of nonlinear gravity waves with the boundary integral equation method Brorsen, M.;J. Larsen
  10. Proc. 19th Coastal. Eng. Conf. v.1 Steep unsteady water waves, An efficient computational scheme Dold, J. W.;D. H. Peregrine
  11. J. Kansai Soc. Naval Architects Japan v.217 Numerical simulation of unsteady viscous nonlinear waves using moving grid system fitted on a free surface Hinatsu, M.
  12. J. Comp. Phys. v.39 Volume of fluid(VOF) method for the dynamics of free boundaries Hirt, C.W.;B.D. Nichols
  13. Coastal. Eng. in Japan v.26 Numerical analysis of breaking waves in a shallow water Kioka, W.
  14. Proc. Roy. Soc. Lond. A v.350 The deformation of steep surface waves on water Longuet-Higgins, M.S.;E.D. Cokelet