A Mathematical Model of Undertow in the Surf Zone

쇄파대(碎波帶)에서 undertow에 관한 수학적(數學的) 모형(模型)

An analytical model of undertow is presented in the surf zone. Each term of the derived governing equation is evaluated by the ordering methods. Then the turbulent normal stresses and the streaming velocity terms are neglected. The driving force of undertow is derived from the wave profile which is approximated by the 4th order Chebyshev polynomials. The three types of vertical distribution of eddy viscosity are assumed and the coefficient of eddy viscosity is decided from the new boundary condition. So the input parameters for the calculation of undertow become very simple. The theoretical solutions of the present model are compared with the various experimental results. This model shows a good agreement with the experimental results in the case of mild slope and linear type eddy viscosity.

쇄파대(碎波帶)에서 undertow에 관한 해석적(解釋的) 모형(模型)을 제시(提示)하였다. 유도(誘導)된 기초방정식(基礎方程式)의 각 항(項)은 크기 비교(比較)로 평가(評價)되었으며, 이에 따라 난류법선응력(亂流法線應力)와 streaming velocity 항(項)이 무시(無視)될 수 있었다. undertow의 기동력(起動力)이 되는 파종성분(波動成分)의 각 항(項)은 Chebyshev 4차(次) 다항식(多項式)으로 근사(近似)한 파형(波形)으로 산정(算定)하였다. 그리고 과동점성계수(過動點性係數)의 연직분포(鉛直分布)를 3가지 형태(形熊)의 함수(凾數)로 가정(假定)하였으며, 과동점성계수(過動點性係數)의 상수(常數)는 새로운 경계조건(境界條件)을 도입(導入)하여 결정(決定)하였다. 그 결과(結果), undertow의 해(解)를 구하는데 필요한 인력(入力) 매개변수(媒介變數)가 간단화(簡單化) 되었다. 여러가지 수리실험자료(水理實驗資料)와 본(本) 모형(模型)의 해(解)를 비교(比較)한 결과(結果), 저면경사(底面傾斜)가 완만(緩慢)할수록 그리고 과동점성계수(過動點性係數)의 연직분포(鉛直分布)를 선형함수(線形凾數)로 가정(假定)하였을 때 좋은 결과(結果)를 나타내었다.