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[국내논문] 초기수위해석을 이용한 2차원 유한요소모형의 개선
Improvement of 2-D Finite Element Model Using Analysis of Initial Water Surface Elevation 원문보기

한국방재학회논문집 = Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation, v.12 no.6, 2012년, pp.267 - 274  

김상호 (상지대학교 건설시스템공학과) ,  오현욱 (하존이앤씨 수자원부) ,  최승용 (국립방재연구원) ,  한건연 (경북대학교 공과대학 건축.토목공학부)

초록
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2차원 유한요소모형을 수행하기 위해서는 경계조건과 함께 대상구간에 대한 초기수위를 지정하여야 한다. 일반적으로 2차원 모형을 수행하기 위해 하상의 모든 지형고보다 높으면서 하류단 경계수위와 일치하지 않는 비현실적인 초기수위를 사용하게 되며, 이는 모형의 안정적인 모의를 어렵게 한다. 본 논문에서는 2차원 모형의 초기수위가 고정값이 아니라 실제 하상경사로 인해 발생하는 하천의 수위를 사용하여 2차원 유한요소모형에 자동 적용되도록 하였다. 이를 위해 2차원 요소망으로부터 1차원 동수역학 해석을 수행할 수 있는 하상자료를 자동으로 추출하는 알고리듬을 개발하였고, 2차원 모형 내에서 모의된 1차원 부정부등류 해석 결과가 2차원 모형의 전체구간에 대한 초기수위로 적용될 수 있도록 2차원 유한요소모형을 개선함으로써 모형의 정확도를 향상시키고자 하였다. 개선된 모형의 적용성을 검토하기 위해서 급격한 경사를 가지는 직사각형 하도, 완경사-급경사하도 그리고 급경사-완경사 하도와 같은 가상하도 및 한강 본류구간에 대해 흐름해석을 실시하였다. 그 결과 기존의 2차원 유한요소모형의 결과보다 1차원 흐름해석 결과를 초기수위로 이용한 모형의 결과가 보다 안정적으로 해에 수렴하고 있는 것을 확인함으로써 물리적인 초기 수위값의 부여로 인한 수치계산의 안전성이 향상되었음을 확인할 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Initial condition of water surface elevation with boundary condition is required to simulate two-dimensional finite element model. In general, in order to perform two-dimensional finite element model, unrealistic initial water surface elevation which is above all-terrain bed elevation and unmatched ...

Keyword

#유한요소모형   #초기조건   #초기수위   #2차원 요소망  

참고문헌 (13)

  1. Journal of Hydraulics Engineering 16 489 1988 

  2. 최승용, 김병현, 김상호, 한건연. 2차 요소를 이용한 2차원 상향가중 유한요소모형. 韓國水資源學會論文集 = Journal of Korea Water Resources Association, vol.42, no.12, 1053-1067.

    원문보기 상세보기 crossref

  3. 최승용, 김상호, 황재홍, 한건연. 자연하천에서 마름/젖음 처리를 위한 격자재구성 기법의 개발 (II): 모형의 적용 및 비교.검토. 韓國水資源學會論文集 = Journal of Korea Water Resources Association, vol.42, no.11, 989-1004.

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  4. KSCE Journal of Civil Engineering 20 251 2000 

  5. Journal of The Korean Society of Civil Engineers Magazine 24 183 2004 

  6. Journal of The Korean Society of Civil Engineers Magazine 24 193 2004 

  7. Hicks, F. E., Steffler, P. M.. Characteristic Dissipative Galerkin Scheme for Open‐Channel Flow. Journal of hydraulic engineering, vol.118, no.2, 337-352.

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  8. Katopodes, Nikolaos D.. Two‐Dimensional Surges and Shocks in Open Channels. Journal of hydraulic engineering, vol.110, no.6, 794-812.

    상세보기 crossref

  9. 김상호, 최승용, 오현욱, 한건연. 자연하천에서 마름/젖음 처리를 위한 격자재구성 기법의 개발 (I): 모형의 개발 및 검증. 韓國水資源學會論文集 = Journal of Korea Water Resources Association, vol.42, no.11, 973-988.

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  10. Journal of The Korean Society of Civil Engineers Magazine 26 447 2006 

  11. Walters, Roy A., Cheng, Ralph T.. Accuracy of an estuarine hydrodynamic model using smooth elements. Water resources research, vol.16, no.1, 187-195.

    상세보기 crossref

  12. J. of Korean Society of Civil Engineers 2 19 1982 

  13. J. of Korean Society of Civil Engineers 14 847 1994 

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