천해영역에서 해빈류 및 토사이동 수치해석
Numerical Modelling of Sediment Transport and Wave Induced Current in Shallow Water
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 유동훈
- 발행년도 2009
- 학위수여년월 2009. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 건설교통공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000009796
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
파도는 해안에 접근하여 해저면을 느끼기 시작하면서 천수, 굴절, 회절, 반사 현상 등에 따라 급격한 변형을 겪게 되며 그 고유의 운동특성으로 비선형적인 잉여응력이 존재하며, 수심이 작은 지역에서 잉여응력의 공간변화에 의하여 해빈류를 발생시킨다. 특히 천해파가 해안에 접근하면 파형태의 불안정으로 쇄파가 발생하는데, 이러한 쇄파대는 잉여응력의 공간변화가 커져 해빈류가 발달하고 이는 해저 침퇴적을 일으키는 중요한 원인이 된다. 일방향 흐름에 표면파가 중복하여 작용할 때 해저면 평균마찰력이 증가하고 파의 일주기동안 발생하는 최대마찰력은 평균마찰력 보다 몇 배 이상 크기 때문에 토사이동량의 상당한 증대가 예상된다. 특히 구조물 설치로 인한 해빈류 변화는 토사이동 및 침식퇴적에 큰 영향을 주며, 최종적으로는 해안선 변형의 주원인이 된다. 본 연구에서는 구조물 설치로 인한 해양환경변화에 대하여 분석하였다. 해안환경변화를 예측하는 수치모형에 대한 기본이론에 대하여 설명하였으며 대상해역의 파와 해빈류의 변화를 모의하였다. 또한, 파와 해류에 의한 합성류 소류사량 산정식 개발에 주안점을 두었으며, 이에 따른 대상해역의 침퇴적 양상을 모의하였다.
more목차
요 약 1
제 1 장 서 론 2
1.1 연구목적 2
1.2 연구내용 및 범위 4
제 2 장 천해파운동의 지배방정식 6
2.1 미소진폭파 6
2.2. 쇄 파 9
2.2.1 쇄파계수 10
2.3 쇄파조건식 11
2.4 파마찰계수 14
2.5 천해파와 해류운동의 지배방정식 22
2.6 SWAN 광역수치모형 26
2.6.1 파작용 평형방정식 28
2.6.2 바람에 의한 에너지 유입 29
2.6.3 백파에 의한 에너지 소산 32
2.6.4 저면에 의한 에너지 소산 34
2.6.5 쇄파에 의한 에너지 소산 36
2.6.6 4파 비선형 상호작용 37
2.6.7 3파 비선형 상호작용 39
2.6.8 회 절 41
2.6.9 구조물에 의한 파랑의 전달 및 반사 42
2.7 PARIS 협역수치모형 43
2.8 WADEM 협역수치모형 46
제 3 장 해빈류 및 해저 침퇴적 52
3.1 개 요 52
3.2 지배방정식 54
3.3 모형의 검증 57
3.3.1 정현파 해안 57
3.3.2 항내 연안류 61
3.4 BYO모형에 의한 합성류 마찰력 66
3.5 확산계수 70
3.6 해저 침퇴적 72
3.7 침퇴적 지배방정석 75
3.7.1 기본 방정식 75
3.7.2 침석, 퇴적항 75
3.8 파와 해류에 의한 소류사량 산정식 77
제 4 장 해빈류 및 토사이동 수치모의 82
4.1 실험개요 82
4.2 모델적용 84
4.3 SWAN모형 광역천해파 모의결과 87
4.4 협역천해파 모의(PARIS모형) 91
4.5 협역천해파 모의(SADEM모형) 99
4.6 PARIS모형 해빈류 모의 103
4.7 SADEM모형 해빈류 및 침퇴적 모의 108
4.8 수치모형 실험결과 115
4.8.1 파랑변형 계산결과 115
4.8.2 해빈류 계산결과 115
4.8.3 해저침퇴적 계산결과 116
제 5 장 결 론 117
참고문헌 119
