양해법을 이용한 일차원 지진해일 전파 유한요소모형의 분산보정

Abstract

지진해일파는 조석에 비하면 파장이 짧아 상대적으로 분산성이 장하므로, 먼 거리를 전파하는 경우에는 분산성을 고려하여 해석하여야 한다. 본 연구에서는 파동방정식에 기초한 일차원 유한요소모형을 이용하여 지진해일 전파를 수치모의할 때 시간단계를 2단계로 나누어 양해법을 사용하면서도 분산효과를 고려할 수 있는 능동적인 분산보정기법을 개발하였다. 제안된 기법을 이용하여 계산한 수치해와 파의 분산효과를 고려한 해석해의 비교를 통해 본 연구에서 제안한 분산보정기법의 타당성을 확인하였다.

Wave lengths of tsunamis are shorter than those of tides, and the dispersion effect of tsunamis is relatively strong. Thus, it should be properly considered in the numerical simulation of distant tsunami propagation for better accuracy. In the present study an active dispersion-correction scheme using explicit scheme is developed to take into account the dispersion effect in the simulation of tsunami propagation using one-dimensional finite element method based on wave equation. The validity of the dispersion-correction scheme proposed in this study is confirmed through the comparision of numerical solutions calculated using the present scheme with analytical ones considering dispersion effect of waves.