전단류에서의 분산파 집중: 제1부—선형 근사

초록 우리는 깊이에 따라 변화하는 전단류 위를 전파하는 파동 그룹의 분산 집중 중의 진화와 운동학을 고려한다. 우리의 분석은 전단류에 대해 임의의 각도로 전파되는 길게 솟은 선형 파동을 가정한다. 낮은 경사가 가정되지만, 선형 모델은 종종 악성 파를 이해하는 데 합리적인 근사치를 제공한다. 우리는 선형적으로 변화하는 전단류, 지수적으로 변화하는 전단류, 그리고 Stewart와 Joy (Deep Sea Res. Abs. 21, 1974)의 근사에 따라 약하게 전단된 임의의 깊이 프로필을 가진 전단류를 포함하여 서로 다른 수중 전단류 프로필을 가정하여 여러 가지 분석적 근사 관계를 유도한다. 궤도 속도 또한 연구된다. 전단류가 파동 그룹의 외피 운동에 미치는 영향은 적당하지만, 파동 운동학을 상당히 변화시킨다. 수평 궤도 속도는 전단이 반대인지 따르는지에 따라 각각 증폭되거나 억제된다. 이러한 현상을 설명하기 위해, 우리는 콜롬비아 강 하구에서 측정된 속도 프로필과 파동 스펙트라를 사용하여 실제 예제를 고려한다. 집중이 발생하는 지점의 수면 근처에서, 수평 궤도 속도는 각각 전단을 따르며 전파되는 집중 그룹에 대해 1.4배 증가하고, 반대 방향으로 전파되는 집중 그룹에 대해 0.7배 감소한다 (각각 지구 고정 기준 시스템에서 상류 및 하류). 집중 파동 그룹이 선박 및 설비에 미칠 수 있는 힘에 대한 함의는 깊이 있으며, 해양 작업에서 전단류 프로필을 고려하는 것의 중요성을 강조한다.