지진해일 전파 분산보정 유한차분모형의 정밀도 평가

국문 초록 (Abstract)

대부분의 지진해일에 대한 수치모의는 천수방정식을 지배방정식으로 하고 leap-frog 유한차분기법을 주로 적용한다. 이 기법은 격자간격을 적절히 선정하면 분산효과를 옳게 고려할 수 있으나, 수심이 변하는 경우 전 계산영역에서 분산효과를 모두 만족시킬 수는 없다. 본 연구에서는 균일한 격자와 계산시간간격을 사용하면서도 수심이 완만하게 변하는 지형상을 전파하는 지진해일의 국부적인 분산관계를 만족시키기 위해 기존의 2차원 완 변수심상 분산보정 유한차분기법을 개선하고, 이 수치모형의 현장 적용성을 검증하기 위해 1983년 동해중부 지진해일을 검조기록이 있는 동해안의 속초, 묵호, 포항 그리고 울산항에 대하여 수치모의하였다. 또한 1983년 지진해일에 대해 각 항만에서 측정된 검조기록과 수치모의에 의해 계산된 값을 비교 분석하여 수치모형의 정밀도를 평가하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Most of finite difference numerical models for the simulation of tsunami propagation developed so for are based on the shallow-water equations which are frequently solved by the leap-frog scheme. If the grid size is properly selected, this numerical scheme gives a correct dispersion effect fur constant water depth. However, if the water depth changes, the dispersion effect of tsunamis can not be accurately considered at every grid point in the whole computational domain. In this study we improved the existing two-dimensional dispersion-correction finite difference numerical scheme. The present scheme satisfies the local dispersion relationships of tsunamis propagating over a slowly varying topography while using uniform grid size and time step. To verify the applicability of the improved numerical model, a tsunami due to 1983 East Sea central earthquake is simulated for Korean harbors with the tide gage records such as Sokcho, Mukho, Pohang and Ulsan in the East Sea. Numerical results of the 1983 tsunami are compared with the measured data and the accuracy of the present numerical model is evaluated.