Nonlinear Interaction of Directional Irregular Waves

비선형 간섭을 고려한 다방향 불규칙파의 해석

Nonlinear interaction between directional wave components is theoretically analyzed in deep water. The perturbed solution for an irregular wave is derived accurate up to the third order of the wave steepness and it is shown that the wave characteristics are modulated due to the nonlinear interaction. The convergence rate of the perturbed solution depends on not only wave steepness but also wavelength ratio between wave components. The long-wave component of the perturbed solution converges rapidly. while the short-wave solution converges slowly or diverges. The short wave properties in a broad-band wave spectrum cannot accurately be obtained by the conventional wave-mode method because it fails to properly describe the modulation of short-wave frequency caused by the nonlinear interaction with much longer wave.

비선형 간섭항들을 고려하여 다방향 심해 불규칙파를 해석하였다. 선형 위상함수를 사용하여 섭동해를 파기을기의 3차항까지 구하였으며, 비선형 간섭에 기인하는 파특성들의 변조를 살펴보았다. 해의 수렴성은 파기울기뿐 아니라 파성분들 사이의 파장비에도 크게 영향을 받는다. 섭동해중 장파의 특성을 나타내는 성분은 빠른 수렴속도를 가지나, 장파의 의해 간섭되어지는 단파의 섭동해는 수렴속도가 매우 느리거나 발산하는 경향을 보인다. 단파해에서 발생하는 수렴의 어려움은 단파 주파수의 연조특성을 선형파형법이 정확히 표현하지 못하기 때문이다. 따라서 광대역 파스텍트럼의 특성을 갖는 해양파에서 고주파 성분의 특성을 해석하기 위한 목적으로는 선형파형법의 사용이 부적합하다.