Developing a Three-dimensional Spectral Model Using Similarity Transform Technique

유사변환기법을 이용한 3차원 모델의 개발

This paper presents a new modal solution of linear three-dimensional hydrodynamic equations using similarity transform technique. The governing equations are first separated into external and internal mode equations. The solution of the internal mode equation then proceeds as in previous modal models using the Galerkin method but with expansion of arbitrary basis functions. Application of similarity transform to resulting full matrix equations gives rise to a set of uncoupled partial differential equations of which the unknowns are coefficients of mode vector. Using the transform technique a computationally efficient time integration is possible. In present from the model use Chebyshev polynomials for Galerkin solution of internal mode equations. To examine model performance the model is applied to a homogeneous, rectangular basin of constant depth under steady, uniform wind field.

본 논문은 유사변환기법을 이용한 새로운 3차원 연직 모우드 전개 모델의 개발에 대하여 기술한다. 기본방정식을 External 모우드와 Internal 모우드로 분리시킨 다음 Internal 모우드식에 Galerkin 방법을 적용하고 구성되는 행열방정식에 유사변환기법을 적용, 기저함수의 계수 값을 구하였다. 최종 얻어지는 기저함수의 계수 값은 마찰장을 제외하고는 비연계되어 시간 간격의 제약을 거의 받지않고 연직 구조를 구할 수 있기 때문에 경제성면에서 탁월하다. 수립된 모델은 어떤 기저함수라도 적용 가능하나 현 단계에서는 Chebyshev 다항식함수가 사용되었으며, 바람응력은 일정한 것으로 가정하였다. 모델 테스트로서 정상상태의 균일한 바람응력이 가해지는 장방형 Basin에 적용하여 모델의 적용 가능성을 검증하였다.