소규모 저수지에서 밀도류 순환의 수치해석

Numerical Analysis of Circulation Due to Density Current in a Small Reservoir

밀도가 큰 유체의 유입으로 인한 소규모저수지의 바닥밀도류에 의한 순환이 수치해에 의하여 해석된다. 밀도류전면이 하류경계에 도달하기전에는 밀도류전면의 이동에 따라 침강점 하류에 형성된 반시계방향 와의 이동에 의하여 저수지내 순환과 혼합이 이루어지며, 밀도류전면이 하류경계에 도달한 후에는 하류경계에서 밀도류의 상승으로 인한 일종의 내부파가 형성되고 이 파의 상 하류 반복 전파됨에 따라 저수지내 혼합이 이루어지면서 밀도층의 두께는 증가한다. 하류경계에서 유출되는 유체의 희석은 유입밀도후르드수 Fre, 저수지길이, 시간의 함수이며 유출유체의 밀도가 일정값에 도달되는 시간은 저수지길이가 길수록, Fre가 작을수록 증가하는 것으로 나타났다.

The ciculation due to bottom density current produced by a dense inflow into a small reservoir is analysed by numerical scheme. Before the front of the density current arrives at the downstream end, the mixing in the reservoir is mainly caused by the anticlockwise vortex formed at the downstream of plunging point along the movement of bottom density current. Upon the arrival of the front of the density current at the downstream end an internal surge is created through an internal hydraulic jump. With repeated propagation of the internal surge back and forth the mixing in the reservoir is progressed and the thickness of dense layer is increased upward. The dilution of the overflow at downstream end is found to depend on inflow densimetric Froude number, reservoir length and elapsed time. The time required for the overflow to attain a specified dilution increases as reservoir length increases and Fre decreases.