A Parabolic Approximation Model for Wave Deformation Combined Refraction, Diffraction, and Breaking

파랑(波浪)의 굴절(屈折), 회절(回折) 및 쇄파변형(碎波變形)에 관한 포물형근사모형(抛物形近似模型)

A wave deformation model for general purpose combined refraction, diffraction, and breaking is developed in the shallow water. A parabolic approximation equation considered a higher order diffraction term is derived from the previous mild slope equation. A wave energy dissipation term due to bottom friction and breaking is introduced from the turbulence model. The Crank-Nicoloson implicit scheme is used in the numerical calculation, then the solutions are compared with the various hydraulic experiment data in the circular, the elliptic shoal, and the surf zone. The wave height decay in the surf zone is sensitively affected by the incident wave steepness, and the wave height variation around the elliptic shoal is well explained by the non-linear dispersion relation and the wave energy dissipation term. The model is also applied to a field coastal area and reasonable results are obtained.

천해역(淺海域)에서 굴절(屈折), 회절(回折) 및 쇄파(碎波)를 고려한 범용성(汎用性)있는 파랑변형모형(波浪變形模型)을 개발하였다. 기존(旣存)이 완경사방정식(緩傾斜方程式)으로부터 고차(高次)의 회절항(回折項)을 고려한 포물형근사방정식(抛物形近似方程式)을 유도하였으며, 난류모형(亂流模型)을 도입하여 저면마찰(底面摩擦) 및 쇄파(碎波)에 의한 에너지 감쇠항(減衰項)을 정식화(定式化)하였다. 본 모형(模型)의 수치해(數値解)는 Crank-Nicolson의 음해법(陰解法)으로 계산하였으며, 계산결과(計算結果)는 원형천퇴(圓形淺堆), 타원형천퇴(楕圓形淺堆) 및 쇄파대(碎波帶)에서의 여러가지 수리실험결과(水理實驗結果)와 비교하였다. 쇄파대(碎波帶)에서 파고감쇠양상(波高減衰樣相)은 입사파(入射波)의 파형경사(波形傾斜)에 따라 민감(敏感)하게 반응(反應)하였으며, 타원형천퇴(楕圓形淺堆) 주변(周邊)에서 비선형분산관계(非線型分散關係)와 에너지 감쇠효과(減衰效果)는 파고변화(波高變化)를 잘 설명하였다. 그리고 본 모형(模型)을 현지해안(現地海岸)에 적용하여 타당성(妥當性)있는 계산결과(計算結果)를 얻었다.