A Three-Dimensional Numerical Model of Circulation and Heat Transport in Coastal Region

연안 해수유동 및 온배수 확산에 관한 3차원 수치모형

This paper is concerned with the development of a three-dimensional numerical model for coastal circulation and heat transport with improved prediction ability. The model uses fully nonlinear, time-dependent three-dimensional, $\sigma$-transformed equations of motion and equation of heat transport The model was verified with experimental data for wind-driven current in a one-dimensional channel and thermal jets flowing into stagnant waters and applied for unsteady flow induced by tide and thermal jets in coastal waters around Kori nuclear power plant. The model results were in good agreements with experimental data sets for wind-driven current and thermal jet, and field observed data sets in coastal waters. This study has shown that the $\kappa$-$\varepsilon$ turbulence model is applicable to various coastal conditions without any modification of turbulence constants.

연직 확산계수의 산정에 k-I 난류방정식을 도입하여 예측성을 향상시킨 치안 해수유동 및 온배수 확산에 관한 3차원 수치모형을 개발하였다. 모형은 1차원 수로에서 취송류의 연직분포, 정지수역으로의 온배수 젯트에 대하여 수리실험자료와의 비교검증을 실시하고 고리해역에서 조류 및 온배수 확산을 해석하여 현장 적용성을 검토하였다. 계산결과는 검증에 사용된 자료와 대체로 일치하는 양호한 결과를 보였으며, 취송류, 밀도류, 조류에 대하여 동일한 모형상수를 사용하여 연직 확산계수를 계산할 수 있어 난류모형의 상수가 보편성이 있음을 확인하였다. 따라서, 본 연구에서 $textsc{k}$-ι 난류방정식을 도입하여 개발된 수치모형은 연안 해수유동을 대표하는 취송류, 밀도류, 조류에 대하여 난류상수의 보편성과 모형의 예측성을 갖고 있어 연안 해수유동 및 확산을 연구하는 데 효율적으로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.