대규모 우수관수로 내 공기의 압력을 고려한 수치해석 및 Geyser에 대한 영향인자 도출 The Numerical Simulation Considering Air Pressure and the Influence Factor Analysis of Geyser in a Stormwater Tunnel with Large Diameter원문보기
국내의 경우, 국지성 집중호우와 도시화로 인한 불투수면적의 증가로 표면유출량이 증가하여 기존에 설치된 우수관거의 배수능력을 초과하며, 이에 대한 대책으로 지하방수로를 설치하고 있다. 이와 같은 대규모 우수 및 하수관거에서 홍수 시 발생될 수 있는 현상으로 geyser가 있으며, 이는 압축된 공기가 물과 함께 폭발하듯이 분출되어 인명 및 재산 피해를 발생시킬 수 있다. geyser 발생의 영향인자를 도출하기 위해 공기를 고려한 1차원 수치모델을 개발하고, 갇힌 공기의 압력에 대한 민감도 분석을 수행하였다. 분석 결과, 관의 직경비와 유입유량이 주요인자로 도출되었다. 또한 공기의 압축은 다양한 영향인자의 복합적인 작용으로 인해 발현되기 때문에 다인자 분석을 수행하였으며, 관경비가 증가하면서 압력이 증가하고 초기수위 85%에서 발생 압력의 최대치가 나타났다. 본 연구는 대규모 우수관거에서 발생될 수 있는 geyser 현상에 대비하여 안정적인 관거 설계 및 시스템 운영의 기준을 제시하기 위한 기반을 마련하고자 하였다.
국내의 경우, 국지성 집중호우와 도시화로 인한 불투수면적의 증가로 표면유출량이 증가하여 기존에 설치된 우수관거의 배수능력을 초과하며, 이에 대한 대책으로 지하방수로를 설치하고 있다. 이와 같은 대규모 우수 및 하수관거에서 홍수 시 발생될 수 있는 현상으로 geyser가 있으며, 이는 압축된 공기가 물과 함께 폭발하듯이 분출되어 인명 및 재산 피해를 발생시킬 수 있다. geyser 발생의 영향인자를 도출하기 위해 공기를 고려한 1차원 수치모델을 개발하고, 갇힌 공기의 압력에 대한 민감도 분석을 수행하였다. 분석 결과, 관의 직경비와 유입유량이 주요인자로 도출되었다. 또한 공기의 압축은 다양한 영향인자의 복합적인 작용으로 인해 발현되기 때문에 다인자 분석을 수행하였으며, 관경비가 증가하면서 압력이 증가하고 초기수위 85%에서 발생 압력의 최대치가 나타났다. 본 연구는 대규모 우수관거에서 발생될 수 있는 geyser 현상에 대비하여 안정적인 관거 설계 및 시스템 운영의 기준을 제시하기 위한 기반을 마련하고자 하였다.
The existing pipe system has a problem with deficit in discharge of drainage because run-off increases due to localized heavy rain and increase in impervious area by urbanization in Korea. For measurement of that, some urban drainage infrastructures are planed and being constructed as a deep undergr...
The existing pipe system has a problem with deficit in discharge of drainage because run-off increases due to localized heavy rain and increase in impervious area by urbanization in Korea. For measurement of that, some urban drainage infrastructures are planed and being constructed as a deep underground tunnel. In such stormwater and sewage pipe, geyser may occur with a damage of both life and property during storm event by erupting inflow with the pressurized air. Thus, 1D numerical model able to consider the effect of air was developed and the sensitivity analysis for entrapped air pressure was performed to derive the influence factors: diameter ratio and inflow discharge. And multi-variate analysis was also performed because the pressurization of the air was generated by interactions between air and water. When the diameter ratio is greater, the air pressure is higher and the maximum point was occured at 85% of relative initial depth. To provide against the geyser, the results from this study would be contributed for design, operation and maintenance for the safe stormwater system.
The existing pipe system has a problem with deficit in discharge of drainage because run-off increases due to localized heavy rain and increase in impervious area by urbanization in Korea. For measurement of that, some urban drainage infrastructures are planed and being constructed as a deep underground tunnel. In such stormwater and sewage pipe, geyser may occur with a damage of both life and property during storm event by erupting inflow with the pressurized air. Thus, 1D numerical model able to consider the effect of air was developed and the sensitivity analysis for entrapped air pressure was performed to derive the influence factors: diameter ratio and inflow discharge. And multi-variate analysis was also performed because the pressurization of the air was generated by interactions between air and water. When the diameter ratio is greater, the air pressure is higher and the maximum point was occured at 85% of relative initial depth. To provide against the geyser, the results from this study would be contributed for design, operation and maintenance for the safe stormwater system.
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