방파제 주위에서의 비선형 회절 현상에 대한 고색

On the Study of Nonlinear Wave Diffraction by the Breakwaters

본 연구에서는 천수역 비선형 방정식인 Boussinesq 방정식을 방파제에 의한 산란문제에 적용하였다. 방파제에 의한 파랑변형을 수치계산하기 위하여 경계치문제는 유한요소법을 사용하였고 시간에 따른 진행은 Runge-Kutta 방법을 사용하였다. 수치모델로 2차원 수로에 입사파의 진행방향과 수직으로 방파제가 놓여있는 경우를 생각하였으며 방파제의 길이와 두께변화에 따른 파랑변형에 미치는 영향을 살펴보았다. 또한 후류 경계면이 막혀있는 경우와 열려있는 경우를 고려하였으며 선형결과와 비선형결과의 차이를 살펴보았다.

We carry out a numerical calculation to understand the nonlinear wave deformation around breakwaters using the Boussinesq equation, which is weakly nonlinear and weakly dispersive shallow water equation. A numerical method based on a finite element scheme and fourth order Runge-Kutta algorithm is employed to investigate the diffraction of incident waves by the breakwater. As a computational model, two-dimensional wave flume is treated. The breakwaters is perpendicular to the side wall of a channel. From the numerical results, the wave deformations according to the change of the length and the thickness of breakwaters are investigated. We also investigate the effect of the nonlinearity by comparing the results with the linear solutions.