Journal of Ocean Engineering and Technology (한국해양공학회지)

Korean Society of Ocean Engineers (한국해양공학회)
권호 표지

A Numerical Study of Nonlinear Free-surface Flows Generated by Motions of Two Dimensional Cylinders

2차원 실린더의 운동에 기인한 비선형 자유표면 유동의 수치해석

  • ;
  • 이호영 (현대중공업(주) 선박해양연구소)
  • Published : 1998.02.01
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

본 논문의 수치해법은 경계치문제를 풀기 위하여 코시이론(Cauchy's theorem)을 사용하였다. 경계치문제는 완전한 물체표면조건과 자유표면조건을 만족시키는 초기치문제로 귀결된다. 현 수치해법에서 무한영역은 수치계산 영역인 비선형 영역과 선형 자유표면조건을 만족하는 선형영역으로 나누어진다. 선형영역의 해는 과도 그린(Green)함수를 사용하여 정합조건을 부과함으로써, 수치계산은 비선형 영역에서만 수행된다. 본 논문에서 저자는 수치계산 영역에서 코시이론을 사용하여 적분방정식을 도출하였고, 무한영역의 해는 정합면에서 과도 그린함수를 사용하여 표현하였다. 본 수치계산에서 자유표면에 요소 재분배법을 적용함으로써 쇄파현상에 대해서도 안정적인 수치해석을 할 수 있었다. 본 논문에서 개발된 수치방법을 적용한 문제는 다음과 같다. 첫째는 자유표면에서 실린더가 강제동요하는 경우에 자유표면형상과 힘을 계산하여 이전의 실험치 및 계산치와 비교하였다. 두번째로는 실린더가 자유수면하에서 일정한 속도로 항주하는 경우에는 조파저항과 양력을 계산하여 고차 스펙트럴법과 비교하였다.

Keywords

References

  1. Proc. Soc. London A. v.350 The Deformation of Steep Surface Waves on Water :I.A Numerical Method of Computation Longuet-Higgins, M.S.;Cokelet, E.D.
  2. Proc. 2nd Int. Conf. on Num Ship Hydrodyn. Numerical Solution of Transient Nonlinear Free-Surface Motion Outsider Inside Moving Bodies Faltinsen, O.M.
  3. J. of Ship Res. v.22 no.3 Numerical Nonlinear Method of Sloshing in Tanks with Two-Dimensional Flow Faltinsen, O.M.
  4. Proc. 3rd Int. on Num Ship Hydrodyn. Nonlinear Ship Motion Vinje, T.;Brevig, P.
  5. J. of Fluid Mech. v.178 Numerical Simulations of Nonlinear Axisymmetric Flows with Free Surface Dommermuth, D.G.;Yue, D.K.
  6. the Collected Papers of Sir Thomas Havelock on hydrodynamics The Forces on a Circular Cylinder Submerged in a Uniform Stream Havelock, T.H.
  7. J. of SNAK v.29 no.3 A Study on the Development of 2-Dimensional Numerical Wave Tank by the higher-Order Spectral Method Kim, Y.J.;Hwang, J.H.
  8. Encyclopedia of Physics v.9 Surface Waves Wehausen,J.V.
  9. Handbook of Mathematical Function Abramowitz, M.;I.A. Stegun
  10. Table of Integrals, Series and Products Gradshteyn,I.S.;Ryzhik,I.M.
  11. Quarterly J. of Mech. and Appl. Math. v.2 On the Heaving Motion of a Circular Cylinder on the Surface of a Fluid Ursell, F.
  12. Oscillation of Cylinders in or below the Free Surface of Deep Fluids Frank, W.
  13. Proc. 16th ONR Symp. The Two-Dimensional Transient Motions with Large-Amplitude by Time domain Analysis Kim, Y.J.;Hwang, J.H.
  14. J. of SNAJ v.156 A Numerical Method of Nonlinear Solution for Steady Waves Induced by Two-Dimensional Submerged Bodies Ogiwara, S.