SWAN Nested model의 현장 적용성 분석

Abstract

최근 추세에 따라 수치실험은 높은 해상도와 정확도를 요구하고 있다. 일반적으로 파랑장 계산은 광역모형을 도입하고, 주된 해석 대상 영역의 지형적 복잡성을 반영할 수 있는 적절한 분해능의 상세격자를 통해 내부의 상세역 모형을 구성하게 된다. 여기서, 세역에서의 입사파는 광역에서의 결과를 토대로 추출하게 되는데, 이 때 결과의 연속성에서 문제를 가지게 된다. 대체로 이러한 문제점을 극복하기 위하여 가변격자체계와 스펙트럼 추출 등의 방법을 사용하게 되지만 관련 수치적 오류에 대한 분석과 검토가 충분하지 않은 것으로 보인다. 따라서, 본 연구에서는 최근 가장 일반적으로 사용되고 있는 SWAN모형의 Nested 모형에 대한 현장 적용성을 확인하고자 한다. 이를 위하여 각기 다른 조석환경하에 있는 두 개의 항에 대한 실험을 실시하고 이에 대한 결과를 비교 분석하였다. 분석결과, Nested 모형으로 구성된 광역과 세역 경계에서의 추출된 값이 거의 동일한 값을 가지며 각기 다른 조석환경하에서의 결과 또한 다르지 않다는 것으로 나타났다. 그러나, Nested 모형의 경계를 구성시 수심의 변화가 심한 곳을 피하고 비교적 수심이 깊은 해역까지를 포함시키는 것이 오차를 줄일 수 있음을 확인하였다. The recent trend for numerical experiment requires more higher resolution and accuracy. Generally, in the wave field calculation, it starts with a large region formulation first and follows by a separated detailed region formulation by more denser grids for the main interest area considering the geographical and bathymetrical variation. The wave fields resulted from the large region calculation is being introduced into the detail region calculation as the incident waves. In this process there exists a problem of continuity. In order to get over such problem, method of variable gridding system or spectrum sampling, etc., is being used. However, it seems not enough to examine and analyze the related numerical errors. Therefore, it is investigated in this study the field applicability of the most pervasive use of wave model, the nested SWAN model. For this purpose, we made model experiment for two coastal harbours with different tidal environment, and compared and analyzed the result. From the analysis, it was found that both the extracted values, near the boundaries of the large and detail region and the nested formulation of SWAN model, show almost the same and no different between those with different tidal environment conditions. However it is necessary for reducing the numerical errors to set the boundaries for the detailed region outside of the rapid bathymetric change and deeper region.