Abstract
A multi-layer simulation program is developed to estimate the ocean current considering sea bottom geometry. The so-called $\sigma$ coordinate system is introduced in vertical direction to describe sea bottom topography more accurately and effectively. Leapfrog scheme combined with Euler backward scheme is used to reduce computation error which may be possibly accumulated in time evolution by Leapfrog scheme alone. In this paper, very simple examples of rectangular basins with various bottom geometries were taken and the effect of sea bottom geometry on vertical structure of the ocean tidal current and its direction were investigated. Through comparisons between the present three dimensional calculation in which bottom topography is directly taken into consideration and the two dimensional calculation in which depth average concept is employed, it was found that magnitude of surface current and its direction could be largely affected by the sea bottom topography, particularly in shallow region with complex bottom shape.
본 연구에서는 복잡한 해저지형을 고려한 조류의 거동을 예측하기 위한 3차원 다중기법을 개발하였다. 복잡한 해저지형을 보다 정확하고 효과적으로 고려하기 위하여 연직방향으로 $\sigma$좌표계를 도입하였다. 시간의 전개에 있어서는 계산상의 오차를 감소시키기 위하여 강한 감쇠효과를 가지는 것으로 알려진 Euler backward scheme을 Leapfrog scheme과 결합하여 사용하였다. 또한, 격자체계로는 해의 안정성을 위하여 교차격자체계를 사용하였다. 본 논문에서는, 계산예로서 다양한 해저지형을 가진 직육면체 유체영역을 설정하여 조류의 연직구조와 조류의 방향에 미치는 해저지형의 효과를 조사하였다. 본 연구에서 제안된, 해저지형을 직접적으로 고려한 3차원 다중기법의 계산결과와 2차원 수심평균기법에 의한 계산결과를 비교하여, 조류의 크기와 방향은 특히 복잡한 해저지형을 가지는 천수역에서 해저지형에 의하여 크게 영향을 받음을 알 수 있었다.
