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연안에서 발생하는 수리현상을 해석하기 위한 유한 요소모형(finite element model)에 사용된 지배방정식이 타원형 미분방정식인 경우에는 연직 방향으로 경사진 경계면(inclined boundaries)에서의 경계처리가 용이하지 못하였던 문제점을 해소하기 위해, 경사진 경계면에서는 수심이 0이 되므로 경계면 부근에서는 항상 장파의 조건을 만족하며, 일정한 기울기를 가질 경우 선형장파의 해는 베젤(Bessel) 함수로 나타낼 수 있다는 두 가지 조건에 근거하여 완경사 방정식(mild-slope equation)을 이용한 유한 요소모형에서 경사진 경계면을 용이하게 처리하기 위한 일련의 처리를 컴퓨터가 수행하도록 구성되는 완경사 방정식을 이용한 유한 요소모형에서의 경사경계 처리방법에 있어서, 상기 일련의 처리는, 분석하고자 하는 영역을 지형의 형태에 따라, 입사파와 반사파가 공존하는 일정수심영역인 제 1 영역과, 수심이 불규칙적으로 변화하는 영역인 제 2 영역 및 천해조건을 만족하는 영역으로서 기울기가 일정한 것으로 가정할 수 있는 영역인 제 3 영역의 3개의 영역으로 분류하는 영역분류단계; 상기 제 1 영역에 대한 완경사방정식을 수립하고, 수립된 상기 완경사방정식에 대한 해를 구하는 제 1 영역 분석단계; 상기 제 3 영역에 대한 베젤(Bessel) 방정식을 수립하고, 상기 베젤 방정식에 대한 해를 구하는 제 3 영역 분석단계; 및 상기 제 2 영역에 유한요소법을 적용하여, 대상영역에서의 수면의 변위를 계산하는 제 2 영역 분석단계를 포함하여 구성되고, 상기 제 2 영역 분석단계는, 자유수면변위를 라 할 때, 이하의 수학식에 의해 상기 완경사방정식을 개별요소에 대한 적분식으로 변환하고, (여기서, Ωe는 요소, N은 미리 규정한 보간함수 벡터, T는 전치행렬을 만드는 연산자, 는 제 2 영역에서의 절점 자유수면 벡터를 의미함) 이하의 수학식에 의해 전체행렬식을 구성하며, 경계점(x = 0, L)에서 이하의 수학식으로 나타내지는 동역학적 및 운동학적 연속조건을 적용하고, 이하의 수학식에 의해 나타내지는 관계식을 구하며, 상기 관계식을 상기 전체행렬식에 대입하여 계산함으로써, 이하의 수학식에 의해 대상 영역에서의 수면변위를 계산하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 완경사 방정식을 이용한 유한 요소모형에서의 경사경계 처리방법
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제 1항에 있어서, 상기 제 1 영역 분석단계는, 비압축성, 비점성 유체의 비회전 흐름을 가정할 때, 선형파에 관한 1차원 형태의 완경사 방정식을 이하의 수학식으로 나타내도록 구성되는 것을 특징으로 하는 완경사 방정식을 이용한 유한 요소모형에서의 경사경계 처리방법
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제 3항에 있어서, 상기 제 1 영역 분석단계는, 상기 완경사 방정식을 이하의 수학식으로 나타내지는 이차 선형 상미분방정식으로 변환하고, 이하의 수학식에 근거하여 상기 이차 선형 상미분방정식의 일반해를 구하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 완경사 방정식을 이용한 유한 요소모형에서의 경사경계 처리방법
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제 4항에 있어서, 상기 제 3 영역 분석단계는, 파속도 및 군속도를 이하의 수학식에 근거하여 근사하고, 상기 완경사 방정식을 이하의 수학식에 의해 근사하며, 수심이 선형적으로 변할 경우, 상기 제 3 영역 3 내부에서의 기울기 m을 고려한 X = h(L) - h(L)(x - L)m의 변수치환을 이용하여, 이하의 수학식에 의해 지배방정식을 수립하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 완경사 방정식을 이용한 유한 요소모형에서의 경사경계 처리방법
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제 5항에 있어서, 상기 제 3 영역 분석단계는, t2 = 4Xs의 변수치환을 이용하여, 이하의 수학식에 의해 베젤(Bessel) 방정식이 수립하고, 이하의 수학식에 의해 제 3 영역에서의 해를 베젤(Bessel) 함수의 형태로 나타내도록 구성되는 것을 특징으로 하는 완경사 방정식을 이용한 유한 요소모형에서의 경사경계 처리방법
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제 6항에 있어서, 상기 제 3 영역 분석단계는, 해안선에 접근할수록 수심 X 및 변수 가 0으로 수렴하게 되어 상기 베젤(Bessel) 함수의 Yn이 발산하는 것을 방지하기 위하여, Di = 0으로 하고 이하의 수학식에 근거하여 상기 제 3 영역에서의 해를 구하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 완경사 방정식을 이용한 유한 요소모형에서의 경사경계 처리방법
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제 1항에 있어서, 상기 처리방법은, 상기 제 1 영역 분석단계, 상기 제 2 영역 분석단계 및 상기 제 3 영역 분석단계를 통하여 얻어진 분석결과를 검증하는 검증단계를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 완경사 방정식을 이용한 유한 요소모형에서의 경사경계 처리방법
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제 10항에 있어서, 상기 검증단계는, 이하의 수학식에 의해 구해지는 해석해와 상기 상기 제 1 영역 분석단계, 상기 제 2 영역 분석단계 및 상기 제 3 영역 분석단계를 통하여 얻어진 수치해를 비교함으로써 상기 수치해의 검증을 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 완경사 방정식을 이용한 유한 요소모형에서의 경사경계 처리방법
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청구항 1항, 3항 내지 7항, 10항 및 11항 중 어느 한 항에 기재된 완경사 방정식을 이용한 유한 요소모형에서의 경사경계 처리방법을 컴퓨터에 실행시키도록 구성된 프로그램이 기록된 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체
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