• 제목/요약/키워드: surf zone

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LES와 Dynamic Smagorinsky 난류모형을 이용한 쇄파역에서의 경계층 Streaming 수치해석 (Numerical Analysis of the Hydraulic Characteristics of a Boundary Layer Streaming over Surf-Zone Using LES and Dynamic Smagorinsky Turbulence Model)

  • 조용준
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제32권1호
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    • pp.69-84
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    • 2020
  • 자연 해빈은 해양환경에 따라 침·퇴적을 반복하며 고 파랑에 의해 해빈이 대규모로 침식되더라도 폭풍이 잦아들고 다시 너울이 우세한 해양환경이 회복되는 경우 점진적으로 복원되며, 이러한 해빈 복원은 경계층 streaming을 통해 이루어진다. 이처럼 경계층 streaming은 그 공학적 가치에도 불구하고 해안에서 가용한 표사의 대부분이 공급되는 쇄파 역에서의 경계층 streaming에 대한 우리의 이해는 아직 상당히 부족하다. 이러한 인식에 기초하여 본 연구에서는 쇄파역 경계층 streaming 수리특성을 살펴보기 위해 단조 해안과 사주를 포함한 해안에서의 천수 과정을 수치모의하였다. 수치 모의는 Spatially filtered Navier-Stokes Eq., LES(Large Eddy Simulation), Dynamic Smagorinsky 난류모형으로 구성된 정교한 수치모형에 기초하여 수행되었으며, 이 과정에서 k-ε 난류모형과 LES Turbulence Closure가 모의결과에 미치는 영향도 함께 살펴보았다. 모의결과 해안공학계에 잘 알려진 k-ε 난류모형의 한계로 인해 wall function에 기반한 k-ε 난류모형의 경우 LES와 비교하면 저면 인근 유속이 다소 과다하게 모의 되었다. 또한, 바닥과 가까운 해역에서의 유속이 바닥의 영향으로부터 비교적 자유로운 상층부에서의 유속보다 우월한 Longuet-Higgins(1957)가 이야기하는 전형적인 경계층 streaming이 천수 초입부에서부터 쇄파 역 깊숙이까지 존재하는 것을 확인하였다. 또한, 주기가 상대적으로 긴 경우 경계층 streaming의 세기와 생성범위는 해안 방향으로 확대되며 이러한 경향은 경계층 streaming이 바닥 인근에서 진행되는 마찰로 인한 파랑에너지손실로 결과되며 주기가 긴 경우 천수 과정이 일찍 시작된다는 사실을 상기하면 충분히 수용 가능해 보이며, Longuet-Higgins(1957)의 해석 해에서도 같은 경향을 확인할 수 있다.

연안해역의 기상${\cdot}$파랑관측망 설계 및 해석기술의 구축 - 해양파랑관측자료의 해석방법 - (Desing and Analysis of Weather/Wave Observation Network for the Coastal Zone)

  • 류청로;김희준;손병규
    • 한국수산과학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.16-30
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    • 1997
  • Application of digital filter to the wave analysis is studied using the observed data by wave gauge. Sea wave data obtained from wave gauge always include long wave frequency components. In order to estimate the sea wave parameters, we must re-analyzed wave data by using a digital filter and the concept of mean sea level correction method. By the wave by wave analysis and spectral methods, sea wave parameters on the basis of wave data obtained by the conventional method and digital filter are compared. The best-fitted design filter determined by the necessary conditions of frequency responses, can be obtained by calculating various transfer functions. Thus, to get the best the digital filter design, both Butterworth filter and Savitzky-Golay filter of digital filter are used in the frequency and time domain, respectively. Three cases of observation wave data are calculated by applying digital filter. The components of different frequency bands in the surf zone are coexisted in three cases. The wave data for wind wave components is computed using the digital filter the surf zone and off-surf zone, and based on the filtered data, wave parameters are calculated by the spectral analysis and wave by wave analysis methods, respectively. As a results, when sea wave data observed by wave gauge are analyzed, the Savitzky-Golay method is recommended which can well appear cut-off frequency by experimental choosing filter length in the time domain. The better mean sea level correction method is the Butterworth filter in the frequency domain.

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XBEACH 모형에 의한 해운대 해수욕장 양빈후의 해빈류 특성 변화 (Wave-induced Currents using XBEACH Model after Beach Nourishment at Haeundae Beach)

  • 강태순;박명원;김진석;이종섭
    • 한국해양공학회지
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    • 제30권6호
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    • pp.498-504
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    • 2016
  • In this study, to predict the effect of beach nourishment at Haeundae Beach, the waves and wave-induced currents were compared before and after beach nourishment using the XBEACH model. Representative wave conditions were determined for the data observed during 2014 (KHOA). Then, the Hs,max and Hs,1/10 values, and their prevalent directions, were used in the numerical modeling input data. A variable grid system was used for the $5km{\times}2.5km$ model areas, and irregular waves based on the JONSWAP spectrum were given as incident wave conditions. In the summer season, eastward wave-induced currents were developed along the beach by the incident wave direction. Before the beach nourishment, the maximum speed around the surf zone was 1.2-1.5 m/s in the central zone of the beach, whereas the maximum speed increased to 1.4-1.6 m/s at the same areas when the currents toward Mipo Harbor were blocked as an effect of the groins after the beach nourishment. In the winter season, westward wave-induced currents were developed along the beach by the incident wave direction. After the beach nourishment, the maximum current speed increased slightly around the surf zone in the central area of the beach, and the littoral current speed decreased at the submerged breakwaters located at Dongbaek Island. As a result, after the beach nourishment, the maximum wave-induced currents increased about 10% in the surf zone of the central area of the beach.

LOCALLY ENRICHED QUADTREE GRID NUMERICAL MODEL FOR NEARSHORE CIRCULATION IN THE SURF ZONE

  • Park, Koo-Yong
    • Water Engineering Research
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    • 제1권3호
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    • pp.187-197
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    • 2000
  • This paper describes an adaptive quadtree-based 2DH wave-current interaction model which is able to predict wave breaking, shoaling, refraction, diffraction, wave-current interaction, set-up and set-down, mixing processes (turbulent diffusion), bottom frictional effects, and movement of the land-water interface at the shoreline. The wave period-and depth-averaged governing equations are discretised explictly by means of an Adams-Bashforth second-order finite difference technaique on adaptive hierarchical staggered quadtree grids. Grid adaptation is achieved through seeding points distributed according to flow criteria(e.g. local current gradients). Results are presented for nearshore circulation at a sinusoidal beach. Enrichment permits refined modelling of important localised flow features.

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쇄파역에서의 사용을 위한 주상 파고계 제작 (A Capacitance Wavestaff for the Use near Surf Zone)

  • 오임상;이영로
    • 한국해양학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.53-61
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    • 1988
  • 연안 쇄파역에서 파랑 측정에 적절한 축전 용량식 주상 파고계(capacitance wavestaff system)를 연구 제작하였다. 실험에 의하면 제작된 파고계는 수온이나 염분 등 해수의 물성 변화에 의한 영향을 받지 않으며, 수면의 높이와 파고계의 출력 신호는 선형 관계를 갖는다. 이 파고계의 측정 오차는 주로 현장 관측의 파고계 설치시 발생하는 오차에 기인하므로 이를 최소화 시키기 위해서는 세심한 주의를 요한다.

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동해 영일만의 모래해변 쇄파대에 사는 곤쟁이류 Archaeomysis kokuboi와 Acanthomysis sp. 두 종의 주야 수평이동 (Diel Horizontal Migration of the Two Mysids Archaeomysis kokuboi and Acanthomysis sp. in the Sandy Shore Surf Zone of Yongil Bay, Eastern Korea)

  • 서해립;조수근;김광용
    • 한국해양학회지
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    • 제30권6호
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    • pp.523-528
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    • 1995
  • 동해 영일만의 모래해안 쇄파대에 사는 곤쟁이류 Archaeomysis kokuboi와 Acanthomysis sp.는 서로 다른 모습으로 주야 수평이동을 했다. Acanthomysis sp.는 어두워지면서 수심 1 m의 저층에서 유의하게 많이 잡혔고 해가 뜨면서 수심 1 m보다 깊은 곳으로 이동했다. 이때 생긴 빈 자리를 A. kokuboi가 차지했다. 한편 A. kokuboi도 오후가 되면서 수심 1 m보다 깊은 곳으로 이동했다. 파도가 강한 노출형 모래해안에서 A. kokuboi는 조간대에 사는 곤쟁이류로 알려졌으나, 영일만 모래해안에서는 조간대에 살지 않았다. 이 현상을 파도가 약한 차폐형 모래해안에 A. kokuboi가 적응한 결과로 해석했다. 쇄파대의 풍부한 먹이환경도 서식지를 바꾸는 데 기여한 듯 하다.

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불규칙파에 의한 연안류 (Coastal Currents Driven by Irregular Waves)

  • 유동훈
    • 대한토목학회논문집
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    • 제10권4호
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    • pp.151-158
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    • 1990
  • 불규칙파에 의하여 형성된 쇄파대에서의 확산은 여러가지 요인에 기인한다고 볼 수 있다. 개개파의 쇄파에너지로 발생되는 난류형상, 유속의 공간변화에 의한 영향, 쇄파대 폭의 확장과 함께 나타나는 잉여파응력(Excess Momentum Fluxes or Radiation Stresses)의 불규칙 중첩에 의한 영향 등이며 이로 인하여 연안류는 보다 완만한 곡선을 나타낼 것이다. 본 연구에서는 단순파를 중첩시켜 표현하는 스펙트럼파 모델을 ${\kappa}-{\varepsilon}$ 모델과 연안류 모델에 접속시켜 운용할 수 있는 모델시스템을 개발하여 현장 관측자료에 적용하였다. 적용결과, ${\kappa}-{\varepsilon}$ 모델은 쇄파대 확산에 있어 난류확산의 영향과 불규칙한 응력중첩이 영향 모두를 잘 재현할 수 있음을 알 수 있었다. 또한, 본 수치모형에서는 고려치 못하였지만, 파 스펙트럼간 에너지의 비선형 전도효과도 연안류분포에, 특히 수심이 작은 연안 가까이에서, 무시할 수 없을 정도의 영향을 미치는 것으로 나타났다.

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여름철 낙동강 하구역 해빈 쇄파대에서 출현하는 누치(Hemibarbus labeo) 미성어의 위내용물 (The Summer Diet of a Juvenile Barbell Steed, Hemibarbus labeo, in the Surf Zone of the Nakdong River Estuary, Korea)

  • 최희찬;박주면;백근욱;허성회
    • 해양환경안전학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.766-772
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    • 2016
  • 본 연구는 여름철 낙동강 하구역 해빈 쇄파대에서 누치 유어의 출현양상, 위내용물 조성, 체장과 주야간 위내용물 조성의 차이를 조사하였다. 시료는 2014년 주야간에 낙동강 하구역 해빈 쇄파대의 2개 정점에서 지인망으로 8월에 채집된 67개체를 이용하였다. 여기서 채집된 개체의 체장은 5.1에서 9.7 cm의 범위를 보였다. 누치는 단각류를 주로 섭식하는 육식성으로 어류였으며, 그 외 어류와 갯지렁이류 그리고 새우류 등을 부가적으로 섭식하였다. 누치는 크기에 따라 식성변화를 보여, 가장 작은 크기군(< 6.4 cm SL)의 개체들은 단각류를 주로 섭식하였던 반면, 체장이 증가할수록 단각류 대신 어류의 비중이 증가하였다. 주야에 따라서는 주간에는 단각류와 갯지렁이류를 주로 섭식하였고, 야간에는 어류를 주로 섭식하였다

대천 해빈 쇄파대어류 종조성의 단기 변화 (Short-term Variation in Species Composition of Surf-zone Fishes at Daechon Beach, the Yellow Sea of Korea)

  • 이태원
    • 한국어류학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.32-39
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    • 2001
  • 대천 해빈 쇄파대에서 1990년 8월 사리와 조금 때 2시간 간격으로 24시간 동안 어류를 채집하여, 조차, 조위 밤낮에 따른 어류 종조성의 단기 변동을 분석하였다. 채집된 어류는 총 24종으로, 부어류의 유어들이 양적으로 많았고, 사리 간조 때에는 저어류의 유어들도 출현하였다. Wilcoxon의 signed-rank test 결과 사리 때가 조금 때에 비하여 유의하게 많은 양이 채집되었다. 사리 때에 는 만조 때에 비하여 간조 때 유의하게 많은 어류가 채집되었으나, 조금 때에는 간조와 만조 때 유의한 차이를 보이지 않았다. 부어류들의 평균 개체수는 사리와 조금 때 유의한 차이를 보이지 않았지만, 대부분의 저어류들은 사리 간조 때에 유의하게 많이 잡혔다. 채집된 대부분의 저어류들은 사리 간조 때 대부분 채집되어, 저어류들은 대부분이 조금 때 간조선 보다 깊은 곳에 서식하는 것을 알 수 있다.

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