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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 우승범
- 발행연도
- 2013
- 저작권
- 인하대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수2
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본 연구는 지속적인 담수유입이 존재하고 S자의 수로형태를 가진 경기만 석모수로에서 대,소조기 13시간 동안 7개의 정선에서 단면유속 및 염분을 관측하였다. 이 후, 단면 내 잔차류의 변화와 성층간의 관계를 분석하였고, 정선 별로 나타나는 횡 방향 흐름이 어떠한 운동량에 의해 지배되는지 파악하고자 횡 방향의 운동량 분석을 수행하였으며 조류 발전 유력 후보지중 하나인 석모수로에서의 조류 운동 에너지 플럭스를 추정하였다.
석모수로의 염분 분포는 대,소조에 따라 서로 다른 염분 구조 형태를 보이며, 염분의 침입 범위 또한 다르게 나타난다. 잔차류 성분은 13시간 유속 성분에서 최소 자승법을 이용하여 추출한 M2분조와 M4분조를 제거하여 구하였고, 석모수로 북단과 남단에서 표층의 잔차류 성분은 모두 남쪽 방향의 잔차류 성분을 보인다. 그러나 두 정선의 단면 저층에서는 표층과 저층간의 2층 흐름 구조를 만드는 북쪽 방향의 잔차류가 관측되는데 그 위치는 대,소조에 따라 다르게 나타나 시,공간적으로 다른 결과를 보인다.
북쪽 방향의 잔차류와 성층의 관계를 분석하기 위해서 Richardson number와 Simpson-Hunter index를 분석하였다. 이러한 결과를 종합할 때, 석모수로의 단면 잔차류 패턴은 Richardson number가 상대적으로 급격하게 커지고 Simpson-Hunter index가 4 이상 나타나는 지역, 즉 성층이 강하게 나타나는 지역에서 2층 흐름 구조를 보인다.
횡 방향 운동량 분석 결과에서는 횡 방향 압력 경도력과 수직 마찰력이 가장 우세하기 때문에 염분 분포와 성층에 의한 흐름이 주로 나타났다.
수로의 특성은 크게 북단과 남단으로 나누어 볼 수 있는데 상대적으로 조간대가 넓게 형성되고 담수의 영향이 큰 석모수로 북단의 4개 정선중에서 수심이 깊은 정선에서는 횡 방향 압력 경도력이 우세하지만 수직적으로 크기가 다르며, 수심이 낮은 정선에서는 수직 마찰항이 우세하였다. 이와는 달리 수심이 깊고 수로의 굴곡이 심한 석모수로 남단에서는 낙조시 지형학적 원인과 담수의 영향에 따라 이류 가속항과 원심력이 강해지게 된다. 이와 같은 결과를 종합할 때, 석모수로는 위치와 수심, 수로의 굴곡 등에 따라 운동량 분포가 다르게 나타나며 이러한 영향으로 인해 횡 방향 흐름 특성이 발생 했음을 알 수 있다.
마지막으로 조류 운동 에너지 플럭스를 분석한 결과, 소조시 정선 5에서 최대 0.76MW의 부존량이 분석되었고, 대조시 정선 4에서 최대 7.5MW의 조류 운동 에너지 플럭스가 분석되었다. 하지만 이 때의 최대 부존량은 창조와 낙조시 나타나는 위치가 달랐으며 그 크기 또한 차이가 있다. 이러한 조류 운동에너지 플럭스에 영향을 미치는 힘을 나타내기 위해 종 방향 운동량 분석을 수행하였다. 소조와 대조시 석모수로 북단에서는 수직 마찰항이 우세하였고, 남단에서는 수평 마찰항이 우세하였다. 하지만 남단에 가까워 질수록 이류 가속항이 증가하였으며 이러한 이류 가속항의 증가는 대조시 더욱 커지게 되어 마찰항과 이류 가속항 간의 균형을 보인다.
석모수로의 염분 분포는 대,소조에 따라 서로 다른 염분 구조 형태를 보이며, 염분의 침입 범위 또한 다르게 나타난다. 잔차류 성분은 13시간 유속 성분에서 최소 자승법을 이용하여 추출한 M2분조와 M4분조를 제거하여 구하였고, 석모수로 북단과 남단에서 표층의 잔차류 성분은 모두 남쪽 방향의 잔차류 성분을 보인다. 그러나 두 정선의 단면 저층에서는 표층과 저층간의 2층 흐름 구조를 만드는 북쪽 방향의 잔차류가 관측되는데 그 위치는 대,소조에 따라 다르게 나타나 시,공간적으로 다른 결과를 보인다.
북쪽 방향의 잔차류와 성층의 관계를 분석하기 위해서 Richardson number와 Simpson-Hunter index를 분석하였다. 이러한 결과를 종합할 때, 석모수로의 단면 잔차류 패턴은 Richardson number가 상대적으로 급격하게 커지고 Simpson-Hunter index가 4 이상 나타나는 지역, 즉 성층이 강하게 나타나는 지역에서 2층 흐름 구조를 보인다.
횡 방향 운동량 분석 결과에서는 횡 방향 압력 경도력과 수직 마찰력이 가장 우세하기 때문에 염분 분포와 성층에 의한 흐름이 주로 나타났다.
수로의 특성은 크게 북단과 남단으로 나누어 볼 수 있는데 상대적으로 조간대가 넓게 형성되고 담수의 영향이 큰 석모수로 북단의 4개 정선중에서 수심이 깊은 정선에서는 횡 방향 압력 경도력이 우세하지만 수직적으로 크기가 다르며, 수심이 낮은 정선에서는 수직 마찰항이 우세하였다. 이와는 달리 수심이 깊고 수로의 굴곡이 심한 석모수로 남단에서는 낙조시 지형학적 원인과 담수의 영향에 따라 이류 가속항과 원심력이 강해지게 된다. 이와 같은 결과를 종합할 때, 석모수로는 위치와 수심, 수로의 굴곡 등에 따라 운동량 분포가 다르게 나타나며 이러한 영향으로 인해 횡 방향 흐름 특성이 발생 했음을 알 수 있다.
마지막으로 조류 운동 에너지 플럭스를 분석한 결과, 소조시 정선 5에서 최대 0.76MW의 부존량이 분석되었고, 대조시 정선 4에서 최대 7.5MW의 조류 운동 에너지 플럭스가 분석되었다. 하지만 이 때의 최대 부존량은 창조와 낙조시 나타나는 위치가 달랐으며 그 크기 또한 차이가 있다. 이러한 조류 운동에너지 플럭스에 영향을 미치는 힘을 나타내기 위해 종 방향 운동량 분석을 수행하였다. 소조와 대조시 석모수로 북단에서는 수직 마찰항이 우세하였고, 남단에서는 수평 마찰항이 우세하였다. 하지만 남단에 가까워 질수록 이류 가속항이 증가하였으며 이러한 이류 가속항의 증가는 대조시 더욱 커지게 되어 마찰항과 이류 가속항 간의 균형을 보인다.
목차
국 문 요 약 4Abstract 6목 차 8List of Tables 9List of Figures 10제 1장 서 론 14제 2장 관측 및 방법 162.1 연구지역 172.2 자료 처리 방법 202.2.1 방향 변환 및 Sigma 좌표 변환 212.2.2 13시간 조석 잔차류 산정 232.2.3 횡 방향 운동량 분석 252.2.4 종 방향 운동량 분석 28제 3장 관측 결과 303.1 석모수로의 유속 구조 303.2 석모수로의 염분 구조 353.3 석모수로 단면에서의 유속 및 염분 분포 383.4 석모수로의 잔차류 및 평균 염분 57제 4장 분석 결과 644.1 조석 잔차류와 성층 간의 관계 연구 644.2 조석 잔차류와 연직 혼합 간의 관계 연구 684.3 횡 방향 운동량 분석 결과 714.4 조류 운동 에너지 플럭스 분석 결과 884.5 종 방향 운동량 분속 결과 92제 5장 결 론 100참고문헌 102
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