Coastal Currents Driven by Irregular Waves

불규칙파에 의한 연안류

Various factors may contribute on the mixing processes in the surf zone formed by irregular waves. The turbulence motion driven by wave breaking may be one of the major causes, the effect due to spatial variation on current velocity be a secondary one, and the additional process may result from the irregular superposition of radiation stresses or wave breaking dissipation incurred by random breaking waves in a broadened surf zone. In the present study a numerical model of spectral waves and induced currents was developed using a superposition technique with ${\kappa}-{\varepsilon}$ closure for mixing process and applied to a field situation of longshore current generated by spectral waves on a uniform beach. It was found from the application that the surf-zone mixing processes formed by irregular waves can be well described by using ${\kappa}-{\varepsilon}$ equations if the source of ${\kappa}$ is properly represented. The nonlinear energy transfer was also found to have some influence on the velocity profile of longshore current particularly in very shallow water region near coast.

불규칙파에 의하여 형성된 쇄파대에서의 확산은 여러가지 요인에 기인한다고 볼 수 있다. 개개파의 쇄파에너지로 발생되는 난류형상, 유속의 공간변화에 의한 영향, 쇄파대 폭의 확장과 함께 나타나는 잉여파응력(Excess Momentum Fluxes or Radiation Stresses)의 불규칙 중첩에 의한 영향 등이며 이로 인하여 연안류는 보다 완만한 곡선을 나타낼 것이다. 본 연구에서는 단순파를 중첩시켜 표현하는 스펙트럼파 모델을 ${\kappa}-{\varepsilon}$ 모델과 연안류 모델에 접속시켜 운용할 수 있는 모델시스템을 개발하여 현장 관측자료에 적용하였다. 적용결과, ${\kappa}-{\varepsilon}$ 모델은 쇄파대 확산에 있어 난류확산의 영향과 불규칙한 응력중첩이 영향 모두를 잘 재현할 수 있음을 알 수 있었다. 또한, 본 수치모형에서는 고려치 못하였지만, 파 스펙트럼간 에너지의 비선형 전도효과도 연안류분포에, 특히 수심이 작은 연안 가까이에서, 무시할 수 없을 정도의 영향을 미치는 것으로 나타났다.