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Numerical Simulation in relation with Coastal Current and Stratification of Water at the Semi-enclosed Estuary

반폐쇄하구에서의 유동 및 성충구조에 관한 시뮬레이션

  • 이우철 (한국해양대학교 대학원) ;
  • 이중우 (한국해양대학교 토목환경시스템공학) ;
  • 박동진 (일본(주)건설기술연구소)
  • Published : 2004.08.01

Abstract

Residual current plays more important role than the tidal current for long-term material transport in coastal areas. The main component of residual current is tide-induced residual current. Otherwise, wind driven current and buoyancy-driven current are important components which change the residual current. To clarify the characteristic of coastal current, application of a three -dimensional model is necessary. This study focuses on clarifying the stratified systems of coastal water affected by freshwater runoff from a river and analyzes the structure of current at Ulsan bay by applying a three-dimensional buoyancy-driven current model. According to the result of “Ulsan bay” study, it shows that the surface layer in semi-enclosed estuaries, which affected by freshwater runoff. has flows going out, and the bottom layer has flows coming in. Besides when the wind blows toward inside of the bay, the surface layer has flows coming in and the bottom layer has flows going out as compensation flows for the surface circulation. The results of simulation could be applicable to examine vertical upwelling, which might be caused by construction of artificial fishing reef to build aqua farm, submerged breakwater to control coastal sediment, and the formulation of oceanic ridge, or a basic study on application to the usage of deep water.

전차륜느 연안역에서 큰 스케일에서의 물질수송에 대한 관점에서 보면 조류보다 더 중요한 역할을 한다. 이러한 잔차류의 주된 성분은 조석 잔차류이며, 취송류, 밀도류 등도 이 흐름을 변동시키는 중요한 인자들이다. 이러한 연안역의 흐름의 특성을 규명하기 위해서는 3차원 유동모델의 적용이 필수적이다. 본 연구는 하천으로부터 담수유입에 의한 연안수역의 성층화 구조를 다루는데 초점을 두었으며, 이를 위해 3차원 밀도류모델을 적용하여 울산만의 유동을 재현하고, 담수유입에 의한 성층화 구조를 규명하였다. 그 결과 울산만과 같이 담수유입이 존재하는 반폐쇄 하구에서는 표층에서는 만외로 유출하고, 저층에서는 만내로 유입하는 흐름이 발생하였다. 또한 만내방향으로의 바람이 존재하는 경우에는 표층에서는 만내로 유입하는 흐름이, 저층에서는 이에 대한 보상류로 만외로 유출하는 흐름이 발생하는 것을 알 수 있었다. 이러한 해수유동결과는 해양목장 조성을 위한 인공어초투하, 연안표사 제어를 위한 잠제건설, 해저산맥 조성 등으로 인한 연직방향으로의 용승현상에 대한 규명이나 심층수 활용을 위한 기초연구에 적용이 가능할 것으로 사료된다.

Keywords

References

  1. 김상훈(2001), 성층해역에서의 유동구조에 관한 3차원 수치모형실험, 석사학위논문, 부산대학교
  2. 강태순(1993), 3차원 해수유동모델을 이용한 남해동부유역 해수유동 특성연구, 석사학위논문, 부경대학교
  3. 朴童津(2003), 閉銷件層海域の流助特性および海水交換技術に關する硏究 , 九州大學博士學位論文
  4. 柳哲雄, 沿岸海洋學(海の中でものはどう動くか), 恒星社厚玍閣, 1994. 3
  5. 高津诒 (1991), 閉鍞性水域における密度成層のモデル化, 大阪大學修士學位論文
  6. 中村由行(1998), 内洿の熱收攴と貪酸素水槐の形成について, 長岡技術學大學硏究報吿, 第11号, pp. 69-81
  7. Backhaus, J. O.(1985), 'A three-dimensional model for the simulation of shelf sea dynamics' Dtsch. Hydrogr.Z., Vol. 38, pp.165-187 https://doi.org/10.1007/BF02328975
  8. Brebbia, C. A. and Partridge, P. M. (1976), 'Quadratic Finite Elements in Shallow Water Problems', J. of Hydraulic Div., ASCE, Vol. 102, No. 9
  9. Smagorinsky, J., Manabe, S., and Holloway, J. L.(1965), "Numerical results from a nine level general circulation model for the atmosphere", Mon. Weather, Vol. 93. pp.727-768 https://doi.org/10.1175/1520-0493(1965)093<0727:NRFANL>2.3.CO;2
  10. Ueda, H., Mitsumoto, A., and Komori, S. (1981), Bouyancy effects on the turbulent transport Process in the lower atmosphere', Quart. J. R. Met. Soc., Vol. 107, pp.561-57 https://doi.org/10.1256/smsqj.45306
  11. Van Rees, A. J.(1975), 'Experimental results on exchange coefficients for non-homogeneous flows, Proc. XVI Congr. IHAR, Brazil Vol. 3, No. 109