MIKE 21 모형의 현지적용성 검토 = Applicability Study of MIKE 21 Model

국문 초록 (Abstract)

최근 우리나라는 산업의 급속한 발달로 인해 물류운송의 수단으로 바다를 많이 이용하게 되었으며 이러한 이용의 증가로 인해 대규모 항만시설 등 해안구조물의 건설이 빈번하게 되었다. 이러한 시설을 효율적이고 안전하게 유지·운영하기 위하여는 우선 유속, 유향, 파랑 등 주변해역의 특성을 정확히 파악할 필요가 있다. 이러한 특성을 제대로 파악하지 못 함으로써 예기치 못한 돌발 현상이 발생될 수 있으며 최악의 경우 구조물의 붕괴에까지 이를 수 있어 제 기능을 발휘하지 못하는 재난이 야기될 수 있기 때문이다.
최근 컴퓨터의 눈부신 발전과 더불어 해역의 특성을 파악하기 위한 수단으로 수치모형의 사용이 보편화되고 있다. 그러나 이러한 수치모형도 숫자면이나 종류면에서 무척 다양하게 개발되고 있으나 그 나름대로의 장·단점을 가지고 있어 어느 모델이 더 좋고 나쁘다는 판단은 금물일 것이다. 다만 어느 지형에는 어떤 모델이 좀더 정확하다는 정도의 공학적인 판단만이 가능할 뿐이다.
본 연구에서는 MIKE 21 모형을 현지에 적용시켜 그 사용 가능성을 파악하고저 한다. 본 연구에서는 가덕도 신항만 지역을 대상으로 유속장 및 부유사 이동 분포를 재현하여 실측치와 기존모형과의 비교·분석을 통해 모형의 현지 적용성을 검토해 보았다.

목차 (Table of Contents)

• 목차 = ⅰ
• 그림 목차 = ⅴ
• 표목차 = ⅷ
• 표기 = ⅸ
• 국문요약 = xii
• 제1장 서론 = 1
• 1.1 연구의 필요성 및 목적 = 1
• 1.2 연구내용 = 2
• 제2장 MIKE 21 모형의 구성 = 4
• 2.1 개요 = 4
• 2.2 흐름장의 해석 = 6
• 2.2.1 지배방정식 = 6
• 2.2.2 차분방정식 = 14
• 2.3 농도의 이동 및 확산해석 = 20
• 2.3.1 지배방정식 = 20
• 2.3.2 이류확산 방정식의 해석(AD 모듈) = 21
• 2.3.3 저니 이동의 해석(MT 모듈) = 22
• 2.3.3.1 부유사 농도 분포 = 22
• 2.3.3.2 Point Source / Sink 항의 결정 = 25
• 2.3.3.3 Line Source / Sink 항 = 27
• 제3장 Siltation 모형의 구성 = 28
• 3.1 모형의 개요 = 28
• 3.2 흐름모형 = 30
• 3.3 해저 저질이동 모형 = 34
• 3.3.1 지배방정식 = 34
• 3.4 경계조건 = 42
• 3.4.1 흐름조건 = 42
• 3.4.2 농도조건 = 42
• 제4장 모형의 현지적용 = 43
• 4.1 대상지역 = 43
• 4.2 MIKE 21 모형의 메뉴구조 = 49
• 4.2.1 HD Module의 메뉴구조 = 49
• 4.2.2 MT Module의 메뉴구조 = 50
• 4.3 MIKE 21 모형의 입력자료 = 53
• 4.3.1 수심도의 설정(Select Bathymetry) = 53
• 4.3.2 Flooding and Drying 지정(Area Description) = 53
• 4.3.3 모의기간의 설정(Simulation Period) = 54
• 4.3.4 초기수위의 설정(Surface Elevation) = 54
• 4.3.5 하상저항(Bed Resistance) = 54
• 4.3.6 와점성(Eddy Viscosity)의 설정 = 55
• 4.3.7 경계조건 입력(Boundary Conditions) = 56
• 4.3.8 해저물질의 특성(Sediment Characteristics) = 60
• 4.3.9 확산계수의 설정(Dispersion Coefficient) = 60
• 4.3.10 초기농도 조건(Initial Concentrations) = 60
• 4.3.11 경계농도 조건(Boundary Concentrations) = 61
• 4.3.12 SOURCE / SINK Concentrations = 61
• 4.4 Siltation 모형의 입력자료 = 63
• 4.4.1 계산영역 설정(수심도의 설정) = 63
• 4.4.2 경계조건 = 63
• 4.4.3 한계전단력(τ_(e) = 63
• 4.4.4 침강속도 = 64
• 4.4.5 확산계수 = 64
• 제5장 계산결과 및 검토 = 66
• 5.1 실측자료 = 66
• 5.1.1 조류관측자료 = 69
• 5.1.2 부유농도 관측자료 = 73
• 5.2 흐름장의 계산결과 비교 = 75
• 5.2.1 각 관측점에서의 흐름장 비교분석 = 77
• 5.3 부유농도의 비교분석 = 97
• 5.3.1 대상해역의 해저질 분석 = 97
• 5.3.2 대상해역에서의 부유사 농도분포 = 98
• 5.3.3 한계침식속도 및 한계퇴적속도의 영향 = 108
• 5.3.4 세 개의 유출점에서의 유입농도 영향 = 112
• 제6장 결론 = 116
• 참고문헌 = 119