초록 ▼

천해역으로 전파하는 파랑의 전파변형을 모의하는 수많은 수치모형이 개발되었으며, 이러한 수치모형들은 서로 다른 가정에 기초하고 있다. 파랑의 반사를 무시할 수 있는 해역에는 천수 및 굴절현상을 고려할 수 있는 포물형 방정식 수치모형이 적용되고, 일정수심영역에서의 항내정온도 해석에는 Helmholtz방정식 수치모형이 적용된다. 그리고 수심의 변화가 고려되는 항내 정온도 해석은 완경사방정식을 적용한 수치모형이 이용되고 있으며, 천해역에서 비선형파의 굴절 및 회절해석에는 Boussinesq방정식 수치모형이 적용된다본 연구의 주된 내용은 수

천해역으로 전파하는 파랑의 전파변형을 모의하는 수많은 수치모형이 개발되었으며, 이러한 수치모형들은 서로 다른 가정에 기초하고 있다. 파랑의 반사를 무시할 수 있는 해역에는 천수 및 굴절현상을 고려할 수 있는 포물형 방정식 수치모형이 적용되고, 일정수심영역에서의 항내정온도 해석에는 Helmholtz방정식 수치모형이 적용된다. 그리고 수심의 변화가 고려되는 항내 정온도 해석은 완경사방정식을 적용한 수치모형이 이용되고 있으며, 천해역에서 비선형파의 굴절 및 회절해석에는 Boussinesq방정식 수치모형이 적용된다본 연구의 주된 내용은 수치모형개발과 수리모형실험으로 나눌 수 있다. 수치모형개발에서는 파랑의 전파변형을 해석할 수 있는 수치모형을 수립하고, 수립된 수치모형을 수리모형실험영역에 적용하여 수치모형의 정확도 및 문제점을 분석한 후, 수치모형의 정확도를 향상시킬 수 있는 역학구조를 정립하여 그 적용성을 검토한다. 수리모형실험에서는 본 연구에서 도입하는 쇄파조건식의 적용성을 검토하기 위해 규칙파 및 불규칙파를 적용한 쇄파변형실험을 단면수로에서 실시하고, 쇄파 및 비쇄파 조건에서의 파랑의 전파변형을 해석하기 위해 일정수심상에 타원형 수중천퇴를 설치한 실험영역을 설정한 후 규칙파 및 불규칙파를 적용한 수리모형실험을 수행한다

Abstract ▼

The number of mathematical models has been developed to simulate the propagation and transformation of waves in coastalregions and harbors. These different models are based on different assumptions, therefore the application of model is restrained. Parabolic approximation equation concerned with sho

The number of mathematical models has been developed to simulate the propagation and transformation of waves in coastalregions and harbors. These different models are based on different assumptions, therefore the application of model is restrained. Parabolic approximation equation concerned with shoaling and refraction models for wave propagation over coastalareas when reflection is negligible. Helmholtz equation models for wave agitation and harbor resonance in water of constantdepth; elliptic mild-slope equation models for wave agitation and harbor resonance in water of varying depth; and Boussines equation models for nonlinear wave refraction-diffraction in shallow water The main contents of this research are the development of numerical model and the hydraulic model experiments. A numerical model is developed which can simulate the wave propagation including various wave phenomena and applied to the hydraulic model experiment fields to analyze the accuracy and problem of numerical model. The new wave mechanical structure for improvement of existing model is proposed to increase the accuracy. To investigate the application of existing wave breaking equations, two-dimensional hydraulic model experiments are conducted by using regular and irregular waves and three-dimensional hydraulic model experiments are performed to study the propagation of waves over the shoal for the breaking and non-breaking cases using the regular and irregular waves

목차 Contents

• 1. 서 론...23
• 1.1 연구의 필요성...23
• 1.2 연구의 목적...25
• 1.3 연구의 내용 및 범위...26
• 2. 연구동향...27
• 2.1 파동방정식...27
• 2.2 기존 수치모형...33
• 3. 수치모형개발...37
• 3.1 광각 포물형모형...37
• 3.1.1 포물형근사식의 유도...37
• 3.1.2 광각 포물형근사식...39
• 3.1.3 유한차분식...40
• 3.1.4 쇄파조건...42
• 3.1.5 불규칙파의 입사파 및 유의파 산정...45
• 3.1.6 분산관계식...50
• 3.2 파향선추적모형...51
• 4. 기존 수리모형실험...53
• 4.1 Berkhoff 등(1982)의 실험영역에의 적용...53
• 4.2 Vincent와 Briggs(1989)의 실험영역에서의 적용...55
• 4.3 Chawla 등(1995)의 실험영역에서의 적용...78
• 5. 본 연구의 수리모형실험...89
• 5.1 단면 수리모형실험...89
• 5.1.1 실험시설 및 계측장비...89
• 5.1.2 입사파조건 및 실험영역...90
• 5.1.3 쇄파변형 실험결과 분석...95
• 5.2 평면 수리모형실험...104
• 5.2.1 실험시설 및 조파기...104
• 5.2.2 실험영역 및 입사파족건...105
• 5.2.3 실험결과 분석...112
• 5.3 파향선추적모형의 적용...141
• 5.3.1 Vincent와 Briggs(1989) 실험지형에의 적용...141
• 5.3.2 Chawla 등(1996) 실험지형에의 적용...142
• 5.3.3 본 연구의 실험지형에의 적용...143
• 6. 수치모형의 개선방안...145
• 6.1 수치모형의 부정확성에 대한 분석...145
• 6.2 쇄파 유도류를 고려한 수치모형...147
• 6.2.1 지배방정식...147
• 6.2.2 지배방정식의 유한차분...149
• 6.3 쇄파유도류를 고려한 수치모형의 적용...151
• 7. 요약 및 향후 연구과제...157
• 7.1 연구결과 요약...157
• 7.2 향후 연구과제...158
• 참 고 문 헌...161
• 부록 I. 쇄파변형실험 관측자료...169
• 부록 II. 수중천퇴실험 관측자료...172
• 서지자료...195
• 수자원분야 기본연구과제 목록...197