Analytical Comparison of Time-Dependent Mild-Slope Equations

시간의존 완경사방정식의 이론적 비교

We analyze existing time-dependent mild-slope equations, which were developed by Smith and Sprinks (1975) (or, equivalently, Radder and Dingemans (1985)) and Kubo et al. (1992), in terms of the dispersion relation and energy transport. One-dimensionally in the horizontal direction, we compare the modulation of wave amplitudes for the time-dependent mild-slope equations against the linear Scrodinger equation. In view of the dispersion relation and modulation of wave amplitudes, Smith and Sprinks' model is more accurate in shallower water (kh$\leq$0.2$\pi$) and satisfies the linear Scrodinger equation in very shallow water (kh>0.2$\pi$) and satisfies the linear Scrodinger equation at a point of intermediate water depth (kh=0.3$\pi$). In view of the energy transport, Kubo et al.'s model is more accurate but yields singular solutions at some higher frequency range.

현존하는 시간의존 완경사방정식으로 Smith와 Sprinks(1975)가 개발한 식(이와 대등한 정확도로 Radder와 Dingemans(1985)가 개발한 식)과 Kubo 등 (1992)이 개발한 식이 있다. 분산관계식과 에너지 전송의 관점에서 시간의존 완경사방정식을 분석하였다. 수평방향으로 1차원적으로 시간의존 완경사방정식의 진폭변조현상을 선형 Scrodinger식과 대비하여 비교하였다. 분산관계식과의 관점에서 보면, Smith와 Sprinks의 모형이 보다 얕은 수심(kh$\leq$0.2$\pi$)에서 더 정확하고 아주 얕은 수심(kh=0)에서는 선형 Scrodinger식을 만족시키는 반면 Kubo 등의 모형은 보다 깊은 수심(kh>0.2$\pi$)에서 더 정확하고 천이영역의 한 지점(kh=0.3$\pi$)에서 선형 Scrodinger식을 만족시킨다. 에너지 전송의 관점에서 보면 Kubo 등의 모형이 더 정확하지만 높은 주파수 영역에서 해가 발산하는 단점이 있다.