Development of Three-dimensional Baroclinic Hydrodynamic Model and flow Patterns of the Suyoung Bay

3차원 경합 海水流動 모델의 開發과 水營蠻의 폐수유동

Three-dimensional baroclinic hydrodynamic model, BACHOM-3, is developed using ADI finite difference scheme. The model is applied to a uni-nodal standing wave in a rectagular basin. The model results for the surface elevation and velocities coincide with the analytical results. To verify the field applicability of the model and to investigate the flow patterns of the Suyoung Bay in Pusan, Korea, the model is applied to the bay. The numerically predicted velocity predicted velocity fields during spring tide at normal river flow are compared with field measurements, the comparisons show good agreement. A clockwise residual circulations at the first level (depth = 0∼2m) and the second level (depth=2∼5 m) of the central part of the bay occur, and the ebb flow is stronger than the flood flow. Computed velocity fields show that the phase difference of velocities between the surface layer and bottom layer occurs and the phase lag increases with height from the bottom. Then, the model is applied successfully for the computation of flow fields considering flood river flow and wind effects. When the wind is blowing toward the land from the sea, the flow patterns at the surface layer correspond with the wind direction, but the flow patterns at the near solid boundary of the lower layer show opposite currents to the wind direction.

ADI(Alternating Direction Implicit) 유한차분법을 사용하여 3차원 경합 해수유 동 모델 BACHOM-3을 개발하였다. 본 모델을 장방형 내만에서 하나의 결점을 갖는 정상 파에 적용하여 해석해와 비교하였으며, 그 결과 해석해와 잘 일치하였다. 모델의 현지 적용성과 수영만의 해수유동을 조사하기 위해 모델을 수영만에 적용하여 대조기 평수 시 현지관측결과와 비교하였으며, 그 결과 현지 관측결과와 비교적 잘 일치하였다. 만 중앙부의 제 1층(수심 0∼2 m)과 제 2층(수심 2∼5 m)에서 조석잔차류는 시계방향으로 회전하는 순환류가 나타났으며, 또한 낙조류가 창조류보다 강하게 나타났다. 계산된 유속분포에 의하면, 표층과 저층 사이에 유속의 위상차가 나타나며, 표층으로 갈수록 위상의 지연이 나타났다. 그리고, 본 모델을 홍수시와 바람 효과를 고려한 흐름 장의 계산에도 적용하였다. 해양에서 육지로 바람이 불 때 표층에서는 풍향에 대응하는 유 속분포를 나타냈으나, 저층의 육지경계부근에서는 풍향과 반대방향의 흐름이 나타났 다.