Numerical Simulation for Run-up of Solitary Wave on Slopes

Jung, Wooyoung; Wang, Taekwon; Cho, Yong-Sik

Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation 2013;13(6):393-400.
Published online December 31, 2013.

경사면에서의 고립파 처오름에 관한 수치모의

정우영, 왕태권, 조용식

Numerical Simulation for Run-up of Solitary Wave on Slopes

Wooyoung Jung, Taekwon Wang, Yong-Sik Cho

Abstract

An accurate analysis of incident waves around coastal structures is directly indispensable to the safety of those structures. Thus, a three-dimensional numerical model is strongly recommended to analyze wave transformation instead of a two-dimensional model. In this study, a numerical model solves the space-filtered averaged Navier-Stokes equations. The LES approach is adopted to model the turbulence effect by using the Smagorinsky SGS model. The solitary waves are probably most suitable incident waves representing behaviors of tsunamis and they can propagate a long distance without transformation. The maximum run-up heights of solitary waves attacking on slopes are investigated and the accuracy of the numerical model is checked by comparing the laboratory measurements related to maximum run-up heights of solitary waves.

Key Words: Navier-Stokes equations; three-dimensional numerical model; Solitary wave; Maximum run-up heights

요지

해안구조물 근처에 입사하는 파의 정확한 분석은 구조물의 안정성과 직접적으로 연관성이 있다. 그러므로 정확성을 높이기 위해서는 2차원 수치모형 대신 3차원 수치모형이 파의 변형을 파악하는데 사용되어야만 한다. 본 연구에서 사용된 수치모형은 space-filtered averaged Navier-Stokes 방정식을 지배방정식으로 사용하며, Smagorinsky SGS(sub-grid scale) 모델의 LES 기법을 기반으로 두고 있다. 고립파는 지진해일의 거동을 나타내는 입사파로서 적합하며, 변형 없이 장거리를 전파시킬 수 있다. 본 연구에서는 경사면에서 발생하는 최대 처오름높이를 예측하고, 수리모형실험 결과와 비교 및 분석하였다.

핵심용어: Navier-Stokes 방정식; 3차원 수치모형; 고립파; 최대 처오름높이