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문제 정의
- 대상해역인 부산 북항의 유동은 일정 수심을 나타내는 수역 으로서 수심평균하여 적분한 2차원 모델에 의해 해역의 흐름특 성을 비교적 유사하게 재현할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 2 차원 단층모델을 적용하여 부산 북항의 해수유동장을 재현하고 자 하였다. 특히, 부산 북항의 해수유동특성을 규명하기 위하여 수치모델을 구축하고, 현장관측으로부터 획득되어진 창.
- 따라서 본 연구에서는 부산 북항 재개발 지역의 건설전후의 매립단면에 대해서 해수유동 수치모형을 구축하고 건설전후의 주변 4개의 하천 유량을 갈수기, 평수기, 홍수기 유량 조건에 따른 부산 북항내의 해수순환의 변화특성을 수치모의를 통해 평가하고자 한다. 추가연구로는 북항으로 유입되는 조류의 관 문이면서 좁은 협수로이고 선박의 통항이 잦은 영도대교 주변 해역에 대해서 현장유속관측 실시 및 협수로 수치모의를 실시 함으로써 모형의 정도를 향상시키기 위한 기초적 연구를 수행 하고자 하였다.
- 수치실험에 적용된 평수기시 하천유량 조건으로 동천의 경 우 1, 001, 881 m7sec, 부산천은 21, 056 m7sec, 초량천은 682 m1 /sec, 보수천은 114, 527 m'/sec이며, 홍수기시 하천유량은 임의 로 평수기시 하천유량의 3배에 해당하는 하천유량 조건을 적용 하였다. 또한 Fig. 1의 좌측 그림에서 나타내 바와 같이 부산 북 항에 대해서 대표단면을 설정하고 각 단면별 유량 flux를 산정 함으로써 부산 북항의 해안선 단면 변화에 따른 해수교환특성 을 개략적으로 살펴보고자 하였다. Fig.
- 본 연구에서는 부산 북항 재개발에 따른 해수교환특성을 살 펴보기 위해 입자추적실험을 통해 폐쇄성 내만인 부산 북항에 무하천 유량시 및 홍수하천유량 발생시의 하천유량조건에서의 수치입자의 이동양상을 살펴보고 시간에 따른 이동을 추적하고 자 하였다. 사용되어진 모형은 문(2009)의 논문에 제시된 바와 같다.
- 본 연구에서는 부산 북항 재개발의 개발 단계별 해수순환 특 성을 살펴보고, 이와 동시에 북항으로 유입되는 4개의 하천의 유량을 갈수기, 평수기, 홍수기로 나누어 각 시기별 하천유량의 유입이 북항의 해수순환에 어떠한 영향을 미치는지를 수치모의 하고자 하였다. 이를 위하여 북항으로 유입되는 조류의 관문인 영도대교와 영도 남방파제에서 유속관측을 실시하여 수치모델 의 검증을 수행하였으며, 특히 영도대교의 협수로를 수치모의 시 발생할 문제를 점검한 후 본 연구의 해수유동 및 입자추적 수치실험, 단면 유량 flux 수치실험을 실시한 결과는 다음과 같 다.
- 상술한 해수유동모형을 바탕으로 부산 북항내로 유입되는 하천 중 동천, 초량천, 부산천의 3 하천의 유량을 고려하여 부 산 북항의 협수로에 해당하는 영도대교 및 남방파제의 두 대표 단면에 대해서 단면유량 Net-flux를 분석하고자 하였다.
- 이에 본 연구에서는 협수로를 Fig. 3과 같이 50, 30, 15 m의 임의 격자 간격에 대해 협수로 중앙부 및 즈변부의 유속과 수 위의 변화를 살펴보고자 하였다. 격자 간격 50 m인 경우 영도 대교 중앙지점(C지점)에서의 격자수는 3烈, 격자 간격 30 m인 경우 5개, 격자 간격 15 m인 경우 10거의 격자수가 포함되었다.
- 따라서 본 연구에서는 부산 북항 재개발 지역의 건설전후의 매립단면에 대해서 해수유동 수치모형을 구축하고 건설전후의 주변 4개의 하천 유량을 갈수기, 평수기, 홍수기 유량 조건에 따른 부산 북항내의 해수순환의 변화특성을 수치모의를 통해 평가하고자 한다. 추가연구로는 북항으로 유입되는 조류의 관 문이면서 좁은 협수로이고 선박의 통항이 잦은 영도대교 주변 해역에 대해서 현장유속관측 실시 및 협수로 수치모의를 실시 함으로써 모형의 정도를 향상시키기 위한 기초적 연구를 수행 하고자 하였다.
가설 설정
- 수치실험의 조건으로 해저지형은 영도대교와 남항 사이를 평행하게 펼쳐놓았다고 가정하여 관 오리피스와 같은 형상으로 단순화하였다. 또한 A와 B지점에 해당하는 외해 경계조건으로 는 양쪽의 수위 진폭을 1 이로 하여 조위곡선은 cosine 함수를 사용하였으며, A의 위상값을 230°, B의 위상값을 233°으로 약 3。의 위상차이를 주어서 계산을 수행하였다.
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