선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 1세부과제의 과제명은 ‘고효율 지하유입시설에 의한 대심도터널 최적 수리성능 확보기술 개발’로서, 유입구 통수능력 증대 설계 기술 개발과 고용량, 고효율 안정 와류 유도 유입구 설계 기술 개발을 연구목표로 한다.
- 「극한 도심홍수 방어를 위한 최적 수리성능 대심도터널(왕복 4차선 이상) 원천설계기술 개발」 연구는 국토교통부와 국토교통과학기술진흥원에서 지원하는 2015년 국토교통기술촉진연구사업의 글로벌기술협력분야 기술선도형 국제공동연구 과제이다. 2015년 6월부터 2018년 4월까지 총 2년 10개월의 연구기간 동안 수재해 예방 목적으로 현재 수도권 등에서 계획 중인 대심도터널의 수리학적 성능 향상을 위한 국내 원천기술을 개발하고, 대심도터널 설계 시 국내기술의 적용성 향상을 목표로 하고 있다.
- 2세부과제의 과제명은 ‘대심도터널의 수리현상과 침수피해 감소효과에 대한 수치모형의 개발과 해석기법’으로서, 대심도터널 유동 내부에 발생하는 물-공기에 의한 이상류 해석 기술을 개발하는데 그 목표가 있다.
- 2세부과제는 유입부-터널-유출부의 대심도터널 전체 시스템에 대한 수리/수문학적 예측 모형을 개발하고 도시침수 피해와 대심도터널 설계 변화에 따른 수리성능 변화를 예측하고자 한다. 3세부과제는 터널 내부 공기거동 메커니즘을 구명하고 이상류 거동을 고려한 흐름안정화 기술 개발을 통해 대심도터널의 수리성능 개선을 선도하고자 한다. 1세부와 3세부의 수리실험 결과는 2세부 수치해석 모형 검증에 중요한 자료로 활용될 예정이며, 1세부와 2세부, 3세부 연구팀과의 긴밀한 연구협업이 필요하다.
- 3세부과제의 과제명은 ‘흐름안정화를 통한 대심도터널 수리성능 개선 기술 개발’로서, 지표수와 함께 유입되는 공기로 인해 대심도터널 내부에서 발생하는 물-공기 이상류 거동특성을 파악하고 효과적인 공기 유동 제어기법을 개발함으로써 대심도터널의 수리성능을 개선하고자 한다.
- 약 3년에 걸친 기술 개발과 연구진의 노력을 통해 계획된 연구 성과를 모두 이루어 낼 것이며, 기술적 독립과 기술선도를 주도하여 국내 및 개발도상국의 수재해 예방 사업에 있어 인력 양성 및 국가 경쟁력 향상이 가능하도록 면밀히 사업을 추진하고 관리할 것이다. 국내외 수리/수문학, 대심도터널 전문가들의 지속적인 관심과 아낌없는 조언을 바라는 바이다.
- 국토교통부와 국토교통과학기술진흥원의 지원으로 시작된 본 연구의 최종목표는 도심홍수방어를 위한 최적 수리성능의 대심도터널 원천 설계기술 개발이다. 1세부과제는 대심도터널 내 최초 흐름 유입이 시작되는 지하유입시설에 대한 고효율, 고용량 신형 유입구 설계 기술 개발을 기반으로 대심도터널 내 최적 수리성능 확보를 위한 선구자적 역할을 하고 있다.
- 대심도터널의 수치해석 기술에 대한 연구를 수행하고 있는 2세부에서는 유입부-터널-유출부 흐름에 대한 예측기술 개발과 대심도터널 적용에 의한 침수 피해 저감 검토를 목표로 한다. 대심도터널 내 흐름안정화 기술에 대한 연구를 수행하고 있는 3세부에서는 터널 내 공기와 물의 이상류(two-phase flow) 거동 해석을 통해 흐름안정화 기술 및 터널 내 수리성능 개선을 위한 효과적인 이상류 제어방안 개발을 목표로 한다. 다음 그림 1은 세부과제의 연계성과 연구개발 모식도를 나타낸 것이다.
- 2세부과제의 과제명은 ‘대심도터널의 수리현상과 침수피해 감소효과에 대한 수치모형의 개발과 해석기법’으로서, 대심도터널 유동 내부에 발생하는 물-공기에 의한 이상류 해석 기술을 개발하는데 그 목표가 있다. 대심도터널의 경우 유입부의 복잡한 흐름특성으로 인한 공기 유입 및 처리에 관련한 제어기술 연구가 필요한 상태로, 본 연구를 통해 대심도터널로 인해 기대되는 침수피해 경감효과에 관한 기준을 간략하게 제시하고, 대심도터널에서 발생 가능한 이상류 흐름을 규명하기 위한 수치해석 모형의 기초연구를 수행하고자 한다. 1·2차원 대심도터널 이상류 흐름 해석 수치모형을 개발한 후, 1세부과제와 3세부과제의 수리실험 결과를 이용하여 수치모형의 정확도 개선 및 모형의 검보정을 시행할 계획이다.
- 대심도터널의 도입으로 도시의 이수, 치수, 환경적 문제를 해결할 수 있게 되었지만, 국내에서 설치되어 운영되고 있는 사례가 없고, 기반 기술이 전무하여 대부분 국외 기술에 의존하고 있는 상태이다. 따라서 대심도터널 설계 기술과 관련된 국내 원천기술을 개발하고 실용화 및 현장 적용을 통해 국내기술의 종속현상을 방어하는 동시에 국가차원의 기술적 성과 달성을 위해 본 연구가 발족되었다.
- 이를 통해 대심도터널 내부의 이상류 거동 특성에 대해 살펴볼 수 있었으며, 향후 다양한 유량조건의 실험 및 지상과 연결되는 수직갱을 포함한 실험을 통해 터널 내 흐름의 안정화 및 그에 따른 수리성능의 개선을 위한 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구를 통해 제안하고자하는 잔류공기의 효과적인 제어 및 배제를 통한 터널의 수리성능개선 기법은 홍수방어용으로 활용될 대심도터널 내부에서 발생하는 다량의 포획공기를 포함한 물-공기 이상류의 안정화 및 비정상성을 감소시켜 시설물의 방재성능을 제고하는데 목적이 있다.
- 1세부과제의 과제명은 ‘고효율 지하유입시설에 의한 대심도터널 최적 수리성능 확보기술 개발’로서, 유입구 통수능력 증대 설계 기술 개발과 고용량, 고효율 안정 와류 유도 유입구 설계 기술 개발을 연구목표로 한다. 현재 관련 국내기술이 전무하고 국외기술에 의존하고 있는 상황에서 국내 기술 잠식을 방지하고 원천기술 개발을 통해 기술 독립 및 국가차원의 기술적 성과 달성을 선도하고자 한다. 이를 위해 1세부에서는 유입부 질식방지 기술과 접합부 흐름손실 최소화, 수충부 구조물 파손방지 기술, 총 세 가지 핵심성과를 중심으로 고효율 신형 유입시설 설계 기술을 개발할 예정이다.
가설 설정
- 이는 실제 실험과 수치해석의 초기값 설정에서 기인하는 오류라고 생각 할 수 있다. 수치해석의 경우, 초기 관수로 내 공기압이 존재하지 않는 진공상태라고 가정하고 계산을 수행하게 되는데, 초기에 이 차이가 크게 발생하게 되는 것이다. 하지만 계산 시간이 지남에 따라 수치해석 결과값과 실험값이 유사해지는 경향을 확인하였으며, 이는 실험 결과를 어느 정도 잘 표현하였다고 평가할 수 있다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.