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제안 방법
- 개구부 주변의 좀더 자세한 유속장을 파악할 수 있는 다중 격자 모형을 수립하여 영차원 모형 결과와 비교 검 토한다. 다중격자 기법은 계산시간을 절약하고 정확도를 높이는 기법으로 Becker 등(1988), Cornelius 등(1999)과 같이 Navier-Stokes 방정식의 해를 구하기 위하여 널리 사용되고 있으며 최근 Spitaleri와 Corinaldesi(1997)에 의하여 천수방정식에도 적용되었다.
- 극한 상황에 대한 해석을 위하여 Mz, S2, K, Ox 분조가 합성된 약최대조가 외해 경계에 적용되었다. 영차원 모형에서 외력으로 사용되는 준설토 투기장 전면에서의 조 위는 2차원 수치모형으로 계산된다.
- 그러나 체절 구간은 수치모형으로 다루기에는 작은 규모이므로 적용시 상세 격자망이 요구되고 체 절 구간에서의 비교적 큰 유속의 발생은 수치불안정의 원 인이 되므로 기존 모형을 이용하는 데 어려움이 있다. 따 라서 본 연구에서는 이러한 어려움을 쉽게 해결하는 단 순 모형을 제시하고 있으며 특히 서해에서는 조간대가 크 게 차지하므로 조간대가 체절구간의 유속에 미치는 영향 을 반영하기 위하여 조간대를 수식화한 모형을 제시한다.
- 다중 격자 기법(multiple grid method)이 광역 격자 및 상세 격자체계로부터 얻어지는 각각의 해를 서로 향상시키기 위하여 사용된다. 본 연구에서는 외해로부터 대상해 역까지 수치 해를 끌어오고 계산시간을 절약하면서 특정 지역을 좀 더 상세하게 세분함으로써 자세한 유황을 얻고 자 다중격자를 사용한다. 본 연구에서 취하는 다중 격자 방법은 기존에 발표되는 기법과 비교하여 correction을 취 하는 것은 유사하지만 그 이론적 배경은 Romberg의 적 분방법에 기초한다.
- 체절 구간의 폭이 상당히 작고 체절 폭의 변화에 대한 유속의 변화를 충분히 자세히 분석하기 위해서는 가능한 작은 격자 폭이 요구되므로 다중격자 방법을 사용하는 수 치모형을 사용하여 그 결과를 서로 비교한다. 다음 수심 적분된 비선형 천수방정식이 조석 및 조류를 예측하기 위한 수치모형의 지배방정식으로 사용된다.
대상 데이터
- 영차원 모형과 2차원 수심적분 모형의 결과를 비교하기 위하여 적용하는 대상영역은 인천 북항 준설토 투기장으로 Fig. 6과 같이 위도 37O29N 경도 126º36E에 위치하고 인천북항 북측 그리고 작약도 동측에 위치하고 있다. 3단계의 다중 격자 기법을 적용하는 2차원 수치모형은 Fig.
- 영차원 모형에서 외력으로 사용되는 준설토 투기장 전면에서의 조 위는 2차원 수치모형으로 계산된다. 조위는 항만구조물이나 매립에 따른 변화가 둔감한 점을 고려하여 인천항 기준조석을 본 수치모형의 검증 대상으로 삼는다. 수치모형으로부터 계산된 조위 결과와 기준조석의 조화상수로 조 위 검증곡선을 Fig.
데이터처리
- 매립을 위한 방조제 건설시 최종 체절 구간 또는 준설 토 투기장 공사시 개방 구간에서의 유속 및 내외측간 수 위차를 예측하기 위한 영차원의 단순 모형이 제시되었다. 그리고 체절 또는 개방 구간은 수치모형으로 다루기에는 상 세 격자망을 요구하는 작은 규모이므로 다중격자 기법(multigrid method)을 이용하여 상세하게 차분하는 2차원 수심적분 모형을 수립하였고 그 결과를 영차원 모형과 비교하였다. 인천 북항 준설토 투기장에 적용한 결과 대략 5%내외의 오차로 서로 유사한 결과를 제공하고 있으므로 2차원 모형 결과를 통하여 상세한 공간 정보를 얻기 전에 영차원 모형을 이용하여 쉽게 그리고 중분히 정확하게 개구부에서의 유속을 추정할 수 있다.
- 5 m이다. 평균저면 경사는 Fig. 11에서와 같이 투기장 내 수심 자료로부터 수위(m) 별 수면적(km2) 변화를 선형 회귀분석하여 구하였다. 기울 기 科 0.
이론/모형
- 체절 구간의 폭이 상당히 작고 체절 폭의 변화에 대한 유속의 변화를 충분히 자세히 분석하기 위해서는 가능한 작은 격자 폭이 요구되므로 다중격자 방법을 사용하는 수 치모형을 사용하여 그 결과를 서로 비교한다. 다음 수심 적분된 비선형 천수방정식이 조석 및 조류를 예측하기 위한 수치모형의 지배방정식으로 사용된다.
- 다중 격자 기법(multiple grid method)이 광역 격자 및 상세 격자체계로부터 얻어지는 각각의 해를 서로 향상시키기 위하여 사용된다. 본 연구에서는 외해로부터 대상해 역까지 수치 해를 끌어오고 계산시간을 절약하면서 특정 지역을 좀 더 상세하게 세분함으로써 자세한 유황을 얻고 자 다중격자를 사용한다.
- 본 연구에서는 외해로부터 대상해 역까지 수치 해를 끌어오고 계산시간을 절약하면서 특정 지역을 좀 더 상세하게 세분함으로써 자세한 유황을 얻고 자 다중격자를 사용한다. 본 연구에서 취하는 다중 격자 방법은 기존에 발표되는 기법과 비교하여 correction을 취 하는 것은 유사하지만 그 이론적 배경은 Romberg의 적 분방법에 기초한다. Romberg의 적분방법에 의하면 광역 격자의 결과와 상세역 격자의 결과로부터 상세역으로부터 얻은 해보다 더 정확한 광역 해의 결과를 제공받을 수 있다.
- 천수방정식은 수평대류, 확산, 전파와 같은 유체흐름의 복합적인 물리현상이 매순간 각각 독립적인 과정의 합으로 설명될 수 있다는 인식에 근거하여 fractional step method (Chorin, 1968; Kim and Moin, 1985)를 사용하여 수치 해석 되었다. 수평대류과정은 bilinear interpolation을 이용하여 수치적으로 안정적인 오일러-라그란쥐적 방법에의 하여 모의되었고 확산과정은 ADI 유한차분법에 의하여 신 속하고도 정확하게 수치해석된다. 전파과정은 수평대류 및 확산과정을 거쳐 그 효과를 반영한 후에 Fig.
- 조석 작용에 따른 외측 해수위 변화에 대하여 Fig. 1, Fig. 2와 같이 개구부를 통하여 연결된 내만 내에서 이루어지는 조차비와 개구부에서의 유속을 다음 소개되는 영 차원(zero-D) 모형으로 예측한다.
- 천수방정식은 수평대류, 확산, 전파와 같은 유체흐름의 복합적인 물리현상이 매순간 각각 독립적인 과정의 합으로 설명될 수 있다는 인식에 근거하여 fractional step method (Chorin, 1968; Kim and Moin, 1985)를 사용하여 수치 해석 되었다. 수평대류과정은 bilinear interpolation을 이용하여 수치적으로 안정적인 오일러-라그란쥐적 방법에의 하여 모의되었고 확산과정은 ADI 유한차분법에 의하여 신 속하고도 정확하게 수치해석된다.
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