수심에 따라 임의로 변하는 흐름이 있는 경우 파랑의 파수 예측

Abstract

파랑은 흐름의 방향과 크기에 따라 파수, 파향, 파고가 바뀐다. 이를 예측하는 가장 간단한 방법은 흐름의 속도가 바닥부터 수면까지 일정하다고 하여 Doppler shift 현상으로 파수과 파향의 변화를 예측하는 것이다. 또한 파고는 wave action의 보존법칙으로 파고의 변화를 예측할 수 있다. 실제로 흐름의 속도가 바닥부터 수면까지 일정하지 않다(<Fig. 1> 참조). 대체로 바닥에서 유속이 느리고, 수면에서 유속이 빠르다. Skop(1987)와 Kirb와 Chen(1989)은 흐름의 속도가 위상속도에 비하여 작다는 가정 하에, 섭동법을 사용하여 파수를 예측하였다. 그런데, 이 방법을 쓰면 흐름의 속도가 위상속도에 비해서 작지 않거나, 흐름의 속도가 바닥에서 수면 사이에 급변한 경우 정확한 예측이 어렵다. 본 연구에서 수심에 따라 속도가 임의로 변하는 흐름에 파랑이 전파하는 경우 파랑의 파수를 정확히 예측하는 기법을 개발하였다.