초록 ▼

본 연구에서는 천해에서의 해상풍에 의한 에너지 공급으로 파랑이 발달하는 과정과 그 변화를 연구하기 위하여 비교적 용이하고 경제적인 방법인 수치 실험법을 택하였다. 본 연구지역에 적용될 수 있는 천해 파랑 모델을 개발하고, 이것을 이용하여 바람과 파랑 발달의 관계와 수심(water depth)의 변화, 조류(tidal current)등이 파랑에너지 분포에 미치는 영향에 대해서 연구하였다. 계산결과를 검증하기 위하여 서해의 두 지점 - 말도와 영광 근해 - 를 택하여 파랑을 측정할 수 있는 파측기를 설치하고 또, 인근에서 측정된 바

본 연구에서는 천해에서의 해상풍에 의한 에너지 공급으로 파랑이 발달하는 과정과 그 변화를 연구하기 위하여 비교적 용이하고 경제적인 방법인 수치 실험법을 택하였다. 본 연구지역에 적용될 수 있는 천해 파랑 모델을 개발하고, 이것을 이용하여 바람과 파랑 발달의 관계와 수심(water depth)의 변화, 조류(tidal current)등이 파랑에너지 분포에 미치는 영향에 대해서 연구하였다. 계산결과를 검증하기 위하여 서해의 두 지점 - 말도와 영광 근해 - 를 택하여 파랑을 측정할 수 있는 파측기를 설치하고 또, 인근에서 측정된 바람자료를 수집하였다. 또 수치모델을 위하여 동 기간의 일기도에서 부터 기압과 기온을 읽어들어 이 해상풍을 계산하였다.
연구의 결과는 다음과 같다. 1) 1차 실험 (1991년 11월)의 결과에 의하면 11월 9일 21시 말도에서 3m이상의 파고가 관측되었으며, 본 천해 파랑모델 (SWW Model)에 황해의 파랑 분포가 재현되었는데 말도의 경우 약 4m정도의 파고가 산출되어 비교적 잘 일치함을 보였다. 2) 파랑의 발달은 그 정도에 따라 성장기(Growing Stage), 성숙기 (Steady Stage), 쇄퇴기(Deaying Stage)로 나눌 수 있는데, 1990년 11월의 경우는 성장기가 비교적 짧고 쇄퇴기가 상대적으로 길었다. 파가 성장기에 있을때는 파에너지 peak의 주파수가 저주파 쪽으로 이동하며, 반대로 쇄퇴기에 있을 때는 고주파 쪽으로 이동함을 보여 주었다. 3) 파고와 풍속의 관계는 파고[m]가 풍속[㎧]의 약 1/3정도로 나타났으며 관측파고는 대체로 계산치보다 1m정도 낮았다. 4) 위 현장실험기간 중 말도 근해에서 0.64㎧의 역방향의 흐름 즉 조류가 존재할 때를 예로 보면, 조류를 고려하지 않은 경우에 비해서 약 7-12%의 파고의 차이를 보였다. 5) 1991년 12월 16일에서 동월 20일까지 실시한 영광에서의 현장실험의 결과, 관측파고와 계산파고는 비교적 잘 일치하고 있다. 같은 기간에 한국해양연구소에서 관측한 홍도, 어청도, 마라도의 파고와 비교하여 볼때, 홍도와 어청도는 영광과 파고발달 양상이 비슷하고 모델에 의한 관측치와 비교적 일치하는 경향을 보이나 마라도는 그렇지 못하였다.

Abstract ▼

Numerical method is applied in order to study the processes of wave development and its transformation due to wind energy input in the Yellow Sea. A shallow water wave model (SWW model) is established and it was applied for this area to investigate the influences of steady currents and considerable

Numerical method is applied in order to study the processes of wave development and its transformation due to wind energy input in the Yellow Sea. A shallow water wave model (SWW model) is established and it was applied for this area to investigate the influences of steady currents and considerable depth variations due to tidal action. A directional wave and tide gauge is moored at the sea off Maldo in November, 1990, and at the coastal area of Youngkwang in December, 1991. Wind data are collected which were measured at nearby weather stations for the same periods. A sea surface wind model (SSW Model) is excuted to obtain the input data for the SWW model using the weather charts of the period.
The results of this study are as follows: 1) The lst field experiment (Nov. 1990) at the Maldo shows over 3m significant wave height at 2100hrs. November 9, and the model calculation shows about 4m wave height for the area. 2) There are 3 stages such as growing, steady, and decaying stages depending upon the extend of wave development. The growing stage was short and the decaying stage was relatively long for the lst experiment period. The peak frequency of wave energy tends to shift toward a lower frequency in growing stage, and toward a higher frequency in decaying stage. 3) The magnitudes of wave heights [m] were about 1/3 of the wind speeds [㎧], the observed wave heights were about lm lower than counter-current near Maldo for the experiment period show 7-12% difference from the wave heights with no current. 5) The calculated and observed wave heights from the Youngkwang coastal area show a relatively good agreement for the 2nd field experiment (December, 1991). The wave heights from the Youngkwang. the Hongdo and the Eochungdo show similar tendancies, however, those from the Marado area do not.

목차 Contents

• 제 1 장 서론...11
• 1.1 연구배경...11
• 1.2 연구목적...13
• 1.3 기대효과...13
• 제 2 장 연구내용...14
• 2.1 현장 직접 관측 및 기존자료 수집...14
• 2.2 천해 파랑 수치모델실험...15
• 2.2.1 기본방정식...17
• 2.2.2 파랑의 방향 스펙트럼...18
• 2.2.3 파랑 에너지 증감...20
• 2.2.4 파의 전파...25
• 2.2.5 파의 굴절...31
• 2.2.6 조류와 수심 변화의 영향...32
• 제 3 장 계산 결과의 비교...41
• 3.1 파랑모델의 적응성 실험...41
• 3.2 조류의 유무로 인한 파랑 스펙트럼 비교...54
• 3.3 파랑의 공간적 분포 비교...62
• 제 4 장 요약 및 결언...81
• 제 5 장 참고문헌...83