범람 모의를 위한 이동경계조건

Abstract

지진해일 또는 조석과 같은 파의 거동을 수치모의할 때 해안선의 위치는 파랑의 움직임에 따라 끊임없이 이동하게 된다. 따라서, 이를 수치모형에 효과적으로 반영하기 위해서는 수치모형의 경계선을 파랑의 움직임에 따라 이동시켜야 한다. 본 연구에서는 경사지형을 계단지형으로 단순화한 이동경계조건에 대해 해안선의 이동을 보다 정확히 모의하기 위하여 천수방정식의 비선형항을 2차 정확도의 풍상차분기법으로 차분화하여 해석하였다. 개발된 수치모형을 검증하기 위하여 바닥마찰이 없는 것으로 가정된 타원형 수조에서의 유체의 주기적인 거동을 수치해석하였으며, 원형섬에서의 처오름높이를 계산하여 수리실험결과와 비교하였다. 수치해석의 결과는 수리실험 결과와 양호하게 일치하였다. A shoreline, which has no the water depth, moves continuously as waves rise up and recede. Therefore, a special boundary treatment is required to track properly the movements of the shoreline in numerical modeling of the behavior of tsunamis or tides near a coastal zone. In this study, convective terms in nonlinear shallow-water equations are discretized explicitly by using a second-order upwind scheme to describe a moving shoreline more accurately. An oscillatory flow motion in a circular paraboloidal basin has been employed to validate the performance of the developed numerical model. Computed results of instantaneous free surface displacements are compared with those of analytical solutions and existing numerical solutions. The run-up heights in the vicinity of a circular island have also been calculated and obtained numerical results have been shown against available laboratory measurements. A good agreement has been observed.