Steady Boundary Layer Flow under the Influence of Progressive Finite Amplitude Wave

진행성 유한진폭파로 인한 정상성 경계층류

The problem of the formation of steady stream of flat bottom boundary is revisited by applying a progressive finite amplitude wave as an external flow. A solution for the boundary layer is found by expanding the boundary equation into double Fourier series. A vertical profile of the stream is obtained as a function of the ratio, h/L, where h and L are the water depth and the wave length. For the best applicable range of the external wave, it is shown that the boundary stream is independent of the fluid viscosity, but a function of the wave parameters and the water depth. The stream velocity of the steady boundary layer flow is proportional to the wave phase velocity and the square of the ratio, H/h, where His the wave height. The magnitude of the velocity is insignificant when h/L is greater than 1/5.

進行性 有限 振幅波가 수평인 底部 境界面 위에 存在할 때 이 波로 因하여 境界面에 인접해서 形成되는 定常流(steady stream)를 硏究하였다. 이를 위하여 境界層 方程式이 使用되었으며, 이것을 二重 Fourier 系別로 展開함으로써 그 解를 구하였다. 이 解의 垂直, 構造를 水深과 波長의 比(h/L)의 양수로 表示하였다. 有限 振幅波가 가장 잘 適用될 수 있는 條件下에서 境界層의 定常流를 구해본 結果 이 定常波는 물의 粘性에는 無關하며 그 上部에 있는 有限 振幅波의 파라메타들, 즉 週期, 波長등과 水深의 計數임이 確認 되었다. 또 이 境界層의 定常流의 速度는 파속과, 水深에 대한 波高의 比(H/L)의 제곱에 比例함이 밝혀졌으며, 이 正常流의 크기는 h/L이 0.5보다 클때에는 아주 작아져서 無意味한 값이 된다.