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구형 수로내 횡월류 흐름의 특성
Flow Characteristics of a Side-Weir in Rectangular Channel 원문보기

韓國水資源學會論文集 = Journal of Korea Water Resources Association, v.35 no.3, 2002년, pp.251 - 259  

박태선

초록
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본 연구에서는 구형 수로 내에서 횡월류가 발생할 때, 그 흐름 특성의 변화를 연구하였다. ADI 기법을 이용한 2차원 천수방정식을 수치해석하여 횡월류웨어 주변의 수심 및 유속변화, 월류량에 영향을 미치는 인자들을 검토하였다. 월류량에 가장 직접적인 영향을 미치는 인자인 유량계수는 웨어의 기하학적 특성 이외에 본류의 후르드수와 웨어부 시작점에서의 본류 수심의 영향을 받는다. 웨어부 시작점에서의 후르드수와 본류의 후르드수 사이의 상관관계 및 웨어부 시작점에서의 수심과 본류 수심의 상관 관계를 알아내어 실제 웨어 설계에 이용할 수 있는 유량계수를 제안하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Flow characteristics occurring a side-weir overflow in rectangular channel is investigated in this study. A numerical model based on the two -dimensional shallow-water equations is employed to review the factors influencing on the side- weir overflow discharge and the change of flow depths and veloc...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • Fru 수심 yu 를 알 수 없다. 따라서, 본 연구에서* 실측이나 계산이 가능한 본류 상류단에서의 후르도수 Fr0 및 수심 % 와 웨어부 시작점에서의 후르드수 및 수심과의 상관관계를 고찰하였다. 수치모의 결과 yu는 상류단의 수심 %와 큰 차이가 없기 때문에 y, .
  • 따라서, 본 연구에서는 유한차분기법을 이용하여 2차원 천수방정식을 수치해석함으로써 횡월류 웨어로 인한 본류 수로와 웨어부에서의 흐름특성 변화와 월류량과 관련된 인자들의 영향을 연구한다.

가설 설정

  • 이러한 가정은 Borghei 등 (1999)의 실험에서도 확인할 수 있다. 넷째, 횡 월류 되는 흐름은 웨어와 직각을 이룬다고 가정한다(Uyumaz, 1997). 다섯째 이러한 가정들로부터 a = 1 이라고 가정할 수 있다
  • 넷째, 횡 월류 되는 흐름은 웨어와 직각을 이룬다고 가정한다(Uyumaz, 1997). 다섯째 이러한 가정들로부터 a = 1 이라고 가정할 수 있다
  • 75를 초과하지 않을 경우 적용된다<E1-Khashab and Smith, 1976; 1978). 둘째 본류의 수면이 다소의 곡률을 가지고 수심이 불규칙하더라도 수로내 수압은 정수압 분포한다고 가정한다. 셋째, 본류 수로에 비하여 웨어의 길이가 짧고 비에너지가 일정하기 때문에 웨어부에서는 하상 경사나 마찰경사의 영향이 작다고 가정할 수 있다 (Henderson, 1966).
  • 둘째 본류의 수면이 다소의 곡률을 가지고 수심이 불규칙하더라도 수로내 수압은 정수압 분포한다고 가정한다. 셋째, 본류 수로에 비하여 웨어의 길이가 짧고 비에너지가 일정하기 때문에 웨어부에서는 하상 경사나 마찰경사의 영향이 작다고 가정할 수 있다 (Henderson, 1966). 이러한 가정은 Borghei 등 (1999)의 실험에서도 확인할 수 있다.
  • 설정하였다. 수로벽면에서의 유속은 perfect slip 조건으로 설정하였으며, Robinson 등Q993)의 연구에서와 같이 웨어부 부근에서는 웨어와 나란한 방향의 유속을 영으로 가정하였다 월류수심 hw는 이러한 가정 하에 월류부와 월류 이전 지점에 베르누이 방정식을 적용함으로써 다음과 같이 구하였다.
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참고문헌 (15)

  1. Ackers, P., 1957. 'A theoretical considerations of side-weir as storm water outflows.' Proceedings of the Institute of Civil Engineers, London, Vol. 6 

  2. Borghei, S.M. and Jalili, M.R., 1999. 'Discharge coefficient for sharp-crested side weir in subcritical flow.' Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 125, pp. 1051-1056 

  3. Chow, V.T., 1959. Open channel hydraulics, McGraw-Hill 

  4. Collinge, V.K., 1957. 'The discharge capacity of side-weirs.' Proceedings of the Institute of Civil Engineers, London, Vol. 6 

  5. El-Khashb, A. and Smith, K.V.H., 1976, 'Experimental investigation of flow over side weirs.' Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 102, pp. 1255-1268 

  6. El-Khashb, A. and Smith, K.V.H., 1978. 'Closure to experimental investigation of flow over side weirs.' Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 104, pp. 126-128 

  7. Hager, W.H., 1987. 'Lateral outflow over side weirs.' Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 113, pp. 491-504 

  8. Henderson, F.M., 1966. Open channel flow, Macmillan Company, New York 

  9. Jalili, M.R. and Borghei, S.M., 1966. 'Discussion of 'Discharge coefficient of rectangular side weir by Singh, R., Maninannan, d. and Satyanarayana, T.' Journal of Irrigation and Drainage Engineering, Vol. 122, p. 132 

  10. Ranga Raju, K.C., Prasad, B. and Gupta, S.M., 1979. 'Side weir in rectangular channel.' Journal of the Hydraulics Division, Vol. 105, pp. 547-554 

  11. Robinson, D.I. and McGhee, T.J., 1993. 'Computer modeling of side-flow weirs.'Journal of Irrigation and Drainage Engineering, Vol. 119, pp. 989-1005 

  12. Singh, R., Manivannan, D. and Satyanarayan, T., 1994. 'Discharge coeffient of rectangular side weirs.'Journal of Irrigation and Drainage Engineering, Vol. 120, pp. 814-819 

  13. Subramanya, K. and Awasthy, S.C., 1972. 'Spatially varied flow over side-weirs.' Journal of Hydraulic Division, Vol. 98, pp. 1-11 

  14. Uymaz, A., 1997. 'Side weir in U-shaped channel.' Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 123, pp. 639-646 

  15. Weiyan, T., 1992. Shallow water hydrodynamics, Water & Power Press, Beijing 

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