Freak Wave 발생의 통계적 특성에 대하여

Abstract

이 논문에서는 Monte Carlo method를 이용하여 주어진 파랑스펙트럼에서 위상차를 임의의 수 (random number)를 발생시켜 파형의 시계열 자료를 시뮬레이션하여 freak wave의 발생 특성을 살펴보았다. 여러 가지 상태의 해상상태를 스펙트럼법에서 정의한 유의파고 Hs와 유의파첨도 Ss의 조합을 이용해서 표시하였다. 유의파첨도가 동일한 경우에는 Hs가 커질수록 freak wave 발생 확률이 낮아지며 Hs가 동일한 경우 유의파첨도가 커질수록 freak wave 발생 확률이 높아진다. 주어진 해상상태에서 최대파고 Hmax의 평균은 Ss의 값이 증가함에 따라 조금씩 증가한다. 그러나 freak wave의 평균파고는 Ss에 관계없이 일정한 값을 가지며 freak wave 파고의 평균은 Hs의 2배가 된다. Ss가 일정한 경우 Hs가 증가하면 파형의 평균 첨도(kurtosis)가 증가한다. 그러나 Hs가 일정한 경우 Ss가 증가하면 첨도의 평균은 감소한다. Freak wave 발생 기준인 이상지수(Abnormality index, AI)의 평균값은 Hs와 Ss에 관계없이 2.11정도의 값을 가지며 AI의 최대값은 2.5-3.0 사이의 값을 가진다. 따라서 Linear focusing에 의해서 발생한 freak wave의 AI의 상한 값은 3.0 정도라고 추정할 수 있다.