Wave Deformation Model in Orthogonal Curvilinear Coordinate System around the Coastal Structure

파향선 좌표계에 의한 해암구조물 주변에서의 파랑변형 모형

Wave propagation is changed by the effect of shoaling, current-depth refraction and shelter-ing etc. To solve these problems. numerous models have been developed. In the present study, a coordinate system is proposed based on the wave ray equation with the wave number equation including diffraction effects . The governing equation for the study was derived from the mild slope wave equation in non-steady state, including current effects (Kirby, 1986a) and trans-formed into an orthogonal curvilinear coordinate system on the basis of the wave ray equation. To obtain a numerical solution, an explicit finite difference scheme was used, and solved by the relaxation method. This model was tested for various cases: Firstly a submersed circular shoal and a constant unit depth. Secondly a submerged elliptic shoal on a slope, and finally a breakwater harbour with obliquely incident waves on a slope. The model was found to simulate the experimental results and other theoretical results in wave height and wave angle fairy well, and the applicability of the model around an arbitrary shaped coastal structure was also verified. To demonstrate the general usefullness of the present approach , the model is to be applied to a field situation with a complex bed topography.

파랑은 천해역을 진행하면서 천수효과에 의한 굴절 및 구조물에 의한 회절, 흐름의 영향, 반사등에 의한 변형을 일으킨다. 굴절 및 회절에 의한 파랑변형을 예측하기 위하여 흐름이 고려된 비정상 상태의 Kirby(1986a)의 식을 이용하여 회절이 고려된 기초방정식을 유도하고, 좌표계를 파향선식에 의한 직교곡선 좌표계로 변환한 후 양해법으로 반복계산을 행하여 해를 구하는 수치 모형을 개발하였다. 수치 모형의 적용성을 검토하기 위하여 다음과 같은 조건에서 계산하였으며, 기존의 계산결과 및 실험결과와 비교 검토하였다. 1) 일정 수심상에서 원형 천퇴 주변의 파랑변형 2) 사면상에서 타원형 천퇴 주변의 파랑변형 3) 사면상에서 파랑이 입사각을 갖고 입사할 경우 구조물 주변의 파랑변형 본 모형의 수치해를 검토한 결과 기존의 연구결과와 잘 일치하였다.