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레이저 도플러 유속계를 이용한 거친하상 개수로 흐름의 난류측정
Turbulence Measurement of Open-Channel Flows over Rough Bed using Laser Doppler Anemometer 원문보기

한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집, 2005 May 01, 2005년, pp.367 - 371  

최성욱 (연세대학교 공과대학 사회환경시스템공학부) ,  양원준 (연세대학교 대학원 토목공학과)

초록
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본 논문에서는 수리실험을 통해 개수로의 바닥 조건에 따른 평균흐름 및 난류구조, 그리고 고유구조의 특성을 연구하였다. 레이저 도플러 유속계를 이용하여 2차원 순간속도를 측정하였다. 측정된 평균유속, 레이놀즈응력, 난류강도, 와점성계수, 혼합 길이 등의 난류량을 기존에 제시된 경험식과 비교하였으며 기존 연구 결과와 유사함을 확인하였다. 사분면 기법을 이용하여 개수로 흐름의 고유구조를 살펴본 결과, 분출 및 쓸기 현상의 발생 확률이 다른 상호작용에 비해 지배적임을 확인하였다. 고속 푸리에 변환을 통한 스펙트럼 분석을 통하여 에너지 폭포 현상 및 난류 와의 미시 및 거시 특성크기를 파악하였다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구는 바닥조건에 따른 개수로 흐름의 난류측정에 관한 실험연구이다. 개수로 에 매끈한 하상을 구현하기 위해 유성 페인트로 마무리하였으며, 거친 하상을 구현하기 위해 #40 사포를 이용하였다.
  • 이와 같은 난류에 대한 일반적인 접근 방법은 계측 장비를 이용하여 실험 수로나 실제 하천의 흐름장을 측정하는 것과 난류에 관한 지배방정식 (Navier-Stokes equations)을 직접 또는 근사적으로 해석하는 것으로 구분할 수 있다. 본 연구에서는 연세대학교 수공학 연구실에서 보유하고 있는 레이저 도플러 유속계(LDA: Laser Doppler Anemometer)에 의한 유속 측정 결과를 살펴보고자 한다. 레이저 도플러 유속계의 측정 속도는 최대 180 MHz 이며, 측정부피는 약 0.
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