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문제 정의
- 본 모형에 대한 적용성 검토를 위해 순간적으로 댐이 파괴되거나 수문을 갑작스럽게 열었을 때와 같은 불연속적인 초기조건을 가지는 경우에 대해 모의하고자 한다. 이를 위해 그림 1에서 와 같이 경사를 가진 균일하도에서 발생하는 댐 붕괴파에 대한 모의결과를 미 공병단(U.
- 본 연구는 개수로의 비정상 난류흐름과 유사모의를 위해 천이류에 대한 지배방정식을 Efficient Element Method(EEM)를 적용하여 수심평균치를 취한 2차원 동수역학적 유사이송모형인 CCHE2D 모형을 이용하여 흐름모의를 위한 모형의 안정성과 적용성을 검토하였다.
- 자연하천에서 발생하는 자유수면을 가진 대부분의 흐름은 천수흐름이라는 가정하에서 근사화 될 수 있으며 수심 평균화된 모형을 통하여 모의되고 있다. 본 연구에서는 개수로의 비정상 난류흐름과 유사이송 모의를 위해 천이류에 대한 지배방정식을 Efficient Element Method(Wang과 Hu, 1992)를 적용하여 수심평균치를 취한 2차원 동수역학적 유사이송모형인 CCHE2D 모형에 대한 안정성과 적용성을 살펴보고자 한다. 이 모형은 개수로에서 시간의 변화에 따른 정상상태의 해를 해석할 수 있으며, 상류와 사류영역뿐만 아니라 천이영역에 대한 모의를 수행할 수 있다.
- 하천 수로에 넓은 홍수터 또는 저수지가 연결되어 있는 하도에 대한 모의를 통하여 자유수면 흐름에서의 비선형 난류항으로 인한 순환현상을 모의하고자 한다. 이러한 모의를 위하여 수로는 4 m의 폭과 30 m의 길이로 된 하도로 구성하였으며 여기에 13%의 폭과 14 m의 길이를 가지고 있는 저류지를 수로의 8 m 위치에서부터 연결되도록 하였다.
가설 설정
- .모형의 수행을 위해 댐 상류부에서는 댐외 높이와 동일하게 초기수위를 지정하였으며 상류단 경계에서는 0.0001 m3/s의 작은 양이 유입되도록 하였으며, 댐 하류부의 초기조건과 하류단 경계조건은 실제 실험조건에서는 흐름이 없는 마른 하도였지만 본 모형에서는 하류단 경계로부터 댐 직하류부까지 완전 마른 하도일 경우 모형의 수행일 불가능하기 때문에 0.0003 m의 아주 작은 수심이 있는 상태로 가정하였다. 또 실험에서 사용된 실제 수로의 길이는 122 m였지만 모형을 통한 모의수행에서는 홍수파에 대한 하류부의 영향을 살펴보기 위해 244 m로 연장하였다.
- 상류단에서는 3m3/sec/m 의 유량이 유입되도록 하였으며 초기수위와 하류단의 경계수위는 2 m를 유지하고 있는 것으로 가정하였다. 하도와 저류지에서의 초기상태는 흐름이 없는 정지상태이며 하도는 마찰이 없는 수평수로로 하여 상류단의 유입에 의해 흐름이 유지되도록 하였다.
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