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수리 및 3차원 수치모형을 이용한 경사형 수제주변 흐름해석
Flow Analysis around inclined Crest Groyne for 3-D Numerical Simulation 원문보기

한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집, 2007 May 17, 2007년, pp.1229 - 1233  

여홍구 (한국건설기술연구원 수자원부) ,  강준구 (한국건설기술연구원 수자원부) ,  김성중 (한국건설기술연구원 수자원부)

초록
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국내에서의 수제는 하안 및 제방의 보호, 유로제어 및 주운 등의 목적에 의해 설치되기 보다는 수제로 인해 발생되는 수제역(recirculation zone)의 다양한 흐름이 수중생물의 다양한 서식처 및 홍수 시 어류의 피난처 제공한다는 환경적인 목적이 지배적이다. 따라서 홍수시 하천의 통수능 감소영향이 상대적으로 작고 국부세굴에 대해 안정적인 경사형 수제에 대한 관심이 크며 몇몇 곳에서는 시공되어 졌다. 하지만 경사수제에 대한 설계기법은 현재 미미한 상태이며 선행되어져야할 구조물 주변의 흐름해석에 관한 연구도 미미하다. 이에 본 연구에서는 3차원 수치모형을 적용하여 주수로와 수제역의 흐름해석을 수행하였다. 연구내용은 수리모형변화와 수치모형실험을 병행하여 수행하여 수치모형결과를 검증하였으며 그 결과를 적용하여 경사형 수제주변의 흐름을 해석하였다. 수치모형은 Flow 3D모형을 이용하여 경사형 수제조건에 따른 흐름해석을 수행하였고 수리모형실험은 수치모형과 동일한 2가지 조건에 대해 수행하여 수치모형결과와 비교 분석 하였다. 본 연구의 목적은 경사형 수제설치로 변화되는 수제역 흐름을 3D 수치해석으로 분석하여 수제역의 환경적 효과(수중생물의 서식처 등)에 대한 기초자료를 제공하는 것이다. 연구결과, 수치모형실험은 수리모형결과와 일치하였으며 경사형 수제특성에 따라 수심별 흐름변화를 분석할 수 있었으며 기존 불투과 및 투과수제와 다른 결과를 도출하였다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 또한 경사수제 설치에 따른 흐름변화 및 특성이 일반적인 불투과성 직벽 수제 또는 투과수제와는 다르기 때문에 수제 끝단 및 주변에서 발생하는 유사의 세굴 및 퇴적 등의 하상변동이 다르게 발생할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 향후 경사 수제 설치에 대한 설계기준 마련을 위해 경사수제의 주요 특성인 수위변화와 수제 경사에 따른 수제주변 흐름특성 및 본류역에 미치는 영향을 수리 및 수치실험을 통해 파악하였다
  • 본 연구에서는 경사수제에 대해 수리모형과 수치모형실험을 수행하였으며 이를 통해 수제 주변의 흐름특성을 분석하였다.
  • 그러나 경사수제는 일반적인 직벽 수제와는 그 특성이 다르기 때문에 경사수제의 재순환영역 특성을 파악할 수 있다면 수제의 길이 및 경사를 결정하는데 지표가 될 수 있다. 본 연구에서는 재순환영역의 특성을 나타내는 지표로써, 본류역에 미치는 영향을 나타내는 재순환 영역의 폭 제방보호 한계를 나타내는 길이 & 그리고 재순환 영역의 유속분포 결과를 검토하였다.
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