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다방향 불규칙파의 굴절에서 발생하는 방향분산함수의 비대칭성
이창훈(Lee Changhoon),정재상(Jung Jae-Sang),조용식(Cho Yong-Sik) 대한토목학회 2007 대한토목학회논문집 B Vol.27 No.3B
본 연구에서는 다방향 불규칙파랑에서 주 방향을 기준으로 좌우 비대칭성이 고려된 방향분산함수를 제안하였다. 제안된 비대칭계수를 사용하면 파향각의 왜도를 최대로 ±1까지 표현할 수 있어서 비대칭의 최대 한도까지 표현할 수 있다. 해안선에 경사지게 다방향 불규칙파랑이 입사하는 경우 수심이 얕아지면서 굴절의 영향으로 방향 성분파가 주 방향을 중심으로 좌우 대칭성이 깨어졌고 입사각이 클수록 수심이 얕아질수록 비대칭성이 더 크게 나타났다. 방향의 대칭성뿐만 아니라 비대칭성을 고려한 스펙트럼 모형은 대칭성만을 고려한 Gada와 Suzuki(1975)의 모형보다 다방향 불규칙 파랑의 굴절 현상을 더 잘 근사하게 재현함을 알 수 있었다. In this study, the directional spreading function is suggested which considers directional asymmetry from the peak direction of multi-directional random waves. The suggested asymmetry parameter can express the skewness of wave direction up to ±1, which is a possible maximum value. For the case of multi-directional random waves which are propagating obliquely over a sloping bed, we found that the directional symmetry has been broken down due to the refraction. The degree of asymmetry increases as the incident angle of predominant waves increases and also the water depth decreases. The present method which considers directional asymmetry as well as symmetry gives more accurate solution than Goda and Suzuki's (1975) method which considers only directional symmetry.
회절을 고려한 반무한방파제 형식의 직립구조물에 작용하는 지점별 파력 분포
정재상(Jae-Sang Jung),이창훈(Changhoon Lee),조용식(Yong-Sik Cho) 한국해안해양공학회 2016 한국해안해양공학회 논문집 Vol.28 No.4
본 연구에서는 회절을 고려하여 반무한방파제 형식의 직립구조물에 작용하는 지점별 파력 분포를 검토하였다. 비쇄파 조건에서 직립구조물에 작용하는 규칙파 및 불규칙파의 파력에 대해 방파제 전, 후면의 회절을 모두 고려하여 연구하였다. 방파제의 폭이 0인 조건을 비교 대상의 기준 조건으로 채택하였다. 규칙파의 경우 방파제 두부(head of breakwater)에서는 전후면의 입사파 및 회절파가 동시에 작용하여 상대 파력이 0이 되었으며, 두부에서 멀어지면 상대 파력 1.0을 중심으로 진동하는 패턴이 나타났다. 또한 경사입사각이 증가할 경우 규칙파의 상대 파력은 감소하는 경향을 보였다. 본 연구에서는 제곱평균의 제곱근비와 파력 스펙트럼을 이용하여 불규칙파의 상대 파력을 정의하였다. 각 성분파가 갖는 임의의 위상을 고려한 경우와 고려하지 않은 경우를 비교하였으며, 그 결과는 거의 동일하게 나타났다. 불규칙파의 경우 방파제 두부 근처에서 규칙파와 마찬가지로 상대 파력이 0으로 나타났으며, 두부에서 멀어질 때에는 다양한 성분파의 합성에 의해 상대 파력 1.0을 기준으로 진동하는 패턴이 비교적 약하게 나타났다. In this study, we investigated wave force distribution at points on a vertical structure of semi-infinite breakwater considering diffraction. Wave forces of monochromatic and random waves on a vertical structure are studied considering diffractions in front and lee side of the breakwater for non-breaking wave condition. We selected width of breakwater are 0 for reference condition. In monochromatic wave case, relative wave force becomes 0 on the head of the breakwater by acting incident wave force and diffracting wave force simultaneously and oscillating patterns of relative wave force occurs based on 1.0 as distance from the head increases. Relative wave force of monochromatic waves decreases as incident wave angle increases. Relative wave force of random waves is defined by using ratio of root mean square and wave force spectrum in this study. The case considering random phase of each wave components are compared to the case which don’t consider random phase and both results are almost similar. Relative wave force of random waves is also 0 near the head of the breakwater likewise monochromatic wave. Oscillating pattern of relative wave force of random waves becomes relatively weaker for composition of each wave components as distance from the head increases.
경사면을 입사하는 불규칙파랑의 방향 비대칭 매개변수 및 최대 방향분포 매개변수
정재상(Jung, Jae-Sang),이창훈(Lee, Changhoon),조용식(Cho, Yong-Sik) 한국해안해양공학회 2013 한국해안해양공학회 논문집 Vol.25 No.1
해안선에 비스듬히 입사하는 다방향 불규칙파랑은 굴절에 의해 방향 비대칭성이 발생한다. 방향 비대칭은 최대 방향분포 매개변수(S<sub>max</sub>)와 연관된 비대칭 매개변수의 항으로 표현된다. 본 연구에서는 심해에서 다양한 주파향각과 최대 방향분포 매개변수 등의 특징을 갖는 다방향 불규칙파랑에 대해 수심 변화에 따른 비대칭 매개변수와 최대 방향분포 매개변수의 변화를 계산하였다. 계산 값들은 파랑의 방항 비대칭성을 무시한 Goda and Suzuki(1975)에 의한 결과와는 다르다. 비대칭 매개변수와 최대 방향분포 매개변수의 계산을 위해 JONSWAP 스펙트럼(Hasselmamn et al., 1973)과 Lee et al.(2010)의 방향 분포 함수를 사용하였다. 계산 과정과 결과들은 일반화를 위해 심해에서의 유의파고, 첨두주기, 첨두주기에 해당하는 파장 등으로 무차원화 하였다. Multidirectional random waves that obliquely approach the shore were found to become directionally asymmetric due to refraction. The directional asymmetry was expressed in terms of the asymmetry parameter which is related to the maximum spreading parameter (S<sub>max</sub>). In this study, we calculate variation of both the asymmetry and maximum spreading parameters at different water depths for various cases of incident wave angles and maximum spreading parameters in deep water. These values are different from Goda and Suzuki (1975) who neglected directional asymmetry of waves. In calculating directional asymmetry and maximum spreading parameters, we use the JONSWAP spectrum (Hasselmann et al., 1973) and Lee et al.'s (2010) directional distribution function. The processes and results are nondimensionalized with significant wave height, peak frequency and peak wave length in deep water.
정태화(Jung Tae-Hwa),이창훈(Lee Changhoon),조용식(Cho Yong-Sik),이진우(Lee Jin-Woo) 대한토목학회 2008 대한토목학회논문집 B Vol.28 No.4B
본 연구에서는, 바닥의 수심이 반경의 임의 차수의 제곱 꼴로 표현되는 다양한 형태의 축 대칭 지형 위를 통과하는 장파의 해석해를 유도하였다. 첫 번째 지형은 둔덕 위에 원기둥 모양의 섬이 있는 경우이며 두 번째는 원형의 섬이 있는 경우이다. 해를 구하기 위하여 변수 분리법, Taylor 급수전개법 및 Frobenius 급수법을 사용하였다. 유도된 해석해를 기존에 유도된 해석해와 비교를 하여 그 정확성을 검증 하였다. 또한 입사파의 주기, 둔덕의 반지름 및 차수를 가지는 경우에 대하여 분석하였다. In this study, we develop analytical solutions for long waves propagating over several types of axis-symmetric topographies where the water depth varies in an arbitrary power of radial distance. The first type is a cylindrical island mounted on a shoal. The second type is a circular island. To get the solution, the methods of separation of variables, Taylor series expansion and Frobenius series are used. Developed analytical solutions are validated by comparing with previously developed analytical solutions. We also investigate various cases with different incident wave periods, radii of the shoal, and the powers of radial distance.