초록 ▼

1. 각종 파랑 시뮬레이션 기법 구축가. 각종 파랑이론의 정립과 시뮬레이션 S/W의 개발.2. 수조실험 결과와의 비교 검증가. 실험값과 이론값과의 비교검증을 통한 계산 프로그램의 타당성 검증.3. 극한 해상의 수치적 재현 기술 구축가. 선박의 안정성에 치명적인 영향을 주는 쇄파, 삼각파, 또는 추월파 등의 특수 해양파의 수치적 재현 기술 구축.4. 특수 해양파 재현에 관한 수조 실험의 재현가. 특수 해양파 생성에 따른 조파 기술 확립 및 디지털 파랑수조의 파랑 시뮬레이션 결과와 비교 검증할 수 있는 데이터 확보.5. 선박$

1. 각종 파랑 시뮬레이션 기법 구축가. 각종 파랑이론의 정립과 시뮬레이션 S/W의 개발.2. 수조실험 결과와의 비교 검증가. 실험값과 이론값과의 비교검증을 통한 계산 프로그램의 타당성 검증.3. 극한 해상의 수치적 재현 기술 구축가. 선박의 안정성에 치명적인 영향을 주는 쇄파, 삼각파, 또는 추월파 등의 특수 해양파의 수치적 재현 기술 구축.4. 특수 해양파 재현에 관한 수조 실험의 재현가. 특수 해양파 생성에 따른 조파 기술 확립 및 디지털 파랑수조의 파랑 시뮬레이션 결과와 비교 검증할 수 있는 데이터 확보.5. 선박${\cdot}$해양구조물 주위의 자유표면 유동에 관한 시뮬레이션 기술 개발가. 디지털 파랑 수조 내에서 선박${\cdot}$해양구조물과 상호간섭을 일으키는 비선형성 자유표면 거동 해석을 위한 시뮬레이션 기술 개발6. 선박${\cdot}$해양구조물의 슬래밍 운동을 포함한 2자유도 운동 시뮬레이션 기술 개발가. 디지털 파랑 수조 기술을 이용한 국내 최초의 선박${\cdot}$해양구조물의 슬래밍 운동을 포함한 2자유도 운동 시뮬레이션 기술 개발.7. 극한 해상하의 선박${\cdot}$해양구조물의 거동에 관한 VR 기술 구축가. VR 기술을 이용한 디지털 파랑 수조내의 선박${\cdot}$해양구조물의 거동에 관한 가시화 기술 구축 및 응용.

Abstract ▼

A digital wave tank (DWT) has been developed to investigate the interactions of fully nonlinear waves with 30 marine structures in this report. In the developed DWT, incompressible fluid motions are solved by using the Navier-Stokes (NS) and continuity equations. The governing equations are descreti

A digital wave tank (DWT) has been developed to investigate the interactions of fully nonlinear waves with 30 marine structures in this report. In the developed DWT, incompressible fluid motions are solved by using the Navier-Stokes (NS) and continuity equations. The governing equations are descretized by a finite-volume method in the framework of a boundary-fitted coordinate system, and the boundary values are updated at each time step in a time-marching procedure. The solution of the NS equation is combined into the solution procedure for the equation of motion. The directed incident waves are generated from the inflow boundary by prescribing a velocity profile resembling flexible flap-wavemaker motions, and the outgoing waves are numerically dissipated inside an artificial damping zone located at the end of the tank. The fully nonlinear kinematic free-surface condition is implemented by the marker-density function (MDF) technique developed for one or two fluid layers.The multipurpose numerical simulation equipments are developed to reproduce and investigate a variety of ocean environmental problems in a DWT. The marine environmental situations, i.e. waves, currents, etc., are reproduced by use of multi-segmented wavemaker on the basis of the so-called 'snake-principle'. In this paper, some numerical reproduction techniques for regular and irregular waves, multi-directional waves, Bull''s-eye wave, wave-current and the Tsunami are presented.Also, some applications for various engineering problems with free-surface are introduced and discussed, such as the fully nonlinear wave motions around offshore structures, nonlinear ship waves, ship motions in waves and marine flow simulation with free-surface, the 3D slamming motion of a Series 60 and the virtual sailing simulation of a racing yacht.From the results of simulations, it seems that the developed DWT simulation technique can handle various engineering problems with free-surface and reliably predict hydrodynamic features due to the fully-nonlinear wave motions interacting with such marine structures.Finally, a Virtual Reality (VR) technology based on the 3D computer graphic technique is developed to realize the simulation results performed in a DWT. Some examples for regular and irregular waves generated in a DWT, and the flow around a rotary oscillating cylinder which is a part of an offshore structure are presented.