Suspension Properties of Silty Mud in Combined Wave-Current Flow

파-흐름의 공존장에서 실트질 점토의 정상특성

  • 김차겸 (부산수산대학교 해양공학과) ;
  • 이종섭 (부산수산대학교 해양공학과)
  • Published : 1992.03.01

Abstract

Physical experiments were conducted to investigate the suspension properties of silty mud in combined wave-current flow. Suspension mass when there was opposing current was much higher than that when there was following current. It is due to the fact which strong turbulent flow in the bottom is developed in the opposing current but oscillatory flow effect decreases in the following current. Critical bed shear stress for suspension of silty mud in combined wave-current flow was deduced to be $\tau$$_{c}$~0.045 N/$m^2$. Formulas expressing the relation with initial suspension rate with bed shear stress, and the relation between the former and measured significant wave height were deduced. The relationship of initial suspension rate with bed shear stress was significantly scattered, but the relationship with measured significant wave height was reasonably good. When there is wave only, vertical diffusion coefficients of sediment were calculated from the vertical concentration gradients of suspended sediment when the concentration of suspended sediment approached to nearly equilibrium state. The diffusion coefficient increased exponentially with height from the bottom in the lower half of the flow depth but were nearly constant in the upper half of the flow depth.h.

파-흐름의 공존장에서 실트질 점토의 부상특성을 연구하기 위해 조파수조에 흐름발생장치를 설치하며 파낭만 존재하는 경우, 순류 및 역류가 존재하는 경우에 대해서 장적물의 부상실험을 하였다. 역류가 작용할 때가 순류가 작용할 때보다 부상량이 훨씬 많았는데 이는 역류가 작용할 때는 저면에 난류성분이 발달하지만, 순류가 작용할 때는 진동류 효과가 감소하기 때문이다. 파-흐름의 공존장에서 실트질 점토의 부상양계저면전단응력은 $ au$$_{c}$~0.045 N/$m^2$인 것으로 추정되었다. 초기부상률과 저면전단응력과의 관계식 및 초기부상률과 측정된 유의파고와의 관계식이 도출되었는데, 초기부상률과 저면전단응력과의 관계는 상당히 분산되어 나타났으나, 초기부상률과 측정된 유의파고와의 관계는 상관성이 양호하게 나타났다. 파동하에서 장적물의 농도가 거의 평형상태에 도달했을 때에 농도의 연직경사로부터 산정된 장적물의 연직확산계수는 저면에서 수심의 1/2 지점까지는 지수형태로 증가하는 양상을 나타냈으나, 그 이상부터는 수심에 관계없이 거의 일정하게 나타났다.다.

Keywords