완만한 경사를 지나는 지진해일 전파모의 수정기법의 적용

Abstract

해안으로부터 먼 거리에서 발생하여 전파해오는 지진해일을 모의할 경우, 분산효과를 고려하는 것이 중요하다. 따라서, 약분산이 고려되어있는 선형 Boussinesq 방정식을 지배방정식으로 사용하는 경우가 많다. 그러나 복잡한 분산항을 포함하고 있는 선형 Boussinesq을 직접 풀기위해서는 시간이 많이 소요되며, 큰 규모의 컴퓨터 공간이 필요하다. 이와 같은 문제점을 극복하기 위하여 기존의 연구에서는 선형 천수방정식을 차분하였을 때 발생하는 수치분산항의 형태를 선형 Boussinesq 방정식의 분산항과 같게 만들어 수치모의를 수행하였다. 하지만 기존의 방법은 수심이 일정하다는 가정에서 유도된 지배방정식을 사용하였으므로 수심변화가 존재하는 실제 지형에 적용할 경우 이에 따른 오차가 발생할 가능성이 존재한다. 본 연구에서는 수심변화를 고려한 지배방정식을 이용하여 기존의 수치모형을 수정하였다. 수정된 기법의 정확성 검토를 위하여 가상의 지진해일이 원형천퇴지형을 통과하는 문제에 적용하였으며, 검증된 Boussinesq 모형인 FUNWAVE의 결과와 비교하였다. 그 결과 기존의 기법과 비교하여 정확도가 향상되었다.|The transoceanic propagation of tsunami can be adequately modeled using the linear Boussinesq equations, but the use of such equation for calculation purposes is problematic due to their huge computational time and finer grid system. For this reason some previous models (the linear shallow water equations) have been used to simulating transoceanic tsunamis propagation. In this study, a modified finite difference scheme was proposed by adding terms that vary the water depth to the previous model. The present model was verified by the numerical problem of the tsunami transformation over a submerged shoal. The computed results were compared with those of well-known Boussinesq model, FUNWAVE. The present scheme can be used to simulate transoceanic propagation of tsunamis.; The transoceanic propagation of tsunami can be adequately modeled using the linear Boussinesq equations, but the use of such equation for calculation purposes is problematic due to their huge computational time and finer grid system. For this reason some previous models (the linear shallow water equations) have been used to simulating transoceanic tsunamis propagation. In this study, a modified finite difference scheme was proposed by adding terms that vary the water depth to the previous model. The present model was verified by the numerical problem of the tsunami transformation over a submerged shoal. The computed results were compared with those of well-known Boussinesq model, FUNWAVE. The present scheme can be used to simulate transoceanic propagation of tsunamis.