Journal of Wetlands Research (한국습지학회지)

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The Study on Stability Channel Technology by Using Groyne in Alluvial Stream - Riverside Protection Techniques by Using Groyne -

충적하천에서 수제에 의한 안정하도 확보기술에 관한 연구 - 수제에 의한 하안보호 기법 -

  • 박효길 (동부엔지니어링 수자원부) ;
  • 정성순 (영남대학교 대학원) ;
  • 김철문 (국토해양부 4대강살리기추진본부.기술지원국) ;
  • 안원식 (수원대학교, 하천공학 연구소) ;
  • 지홍기 (영남대학교 건설시스템공학과)
  • Received : 2011.01.24
  • Accepted : 2011.02.24
  • Published : 2011.04.30
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Abstract

As demonstrated in study for non-submerged groynes, the flow field is predominantly two-dimensional, with mainly horizontal eddies. The eddies shed form the tips of the groynes and migrate in the flow direction. These eddies have horizontal dimensions in the order of tens of meters and time-scales in the order of minutes. In the standard flow simulations, these motions are usually not resolved, due to a too coarse grid, too large time steps and, more importantly, the use of inadequate turbulence modelling. using for example a k-${\varepsilon}$ model, it is necessary to introduce substantial modifications. Therefore simulation resolved in this study, were carried out using the DELFT-3D-MOR programme, which is part of the DELFT3D software package of WL/Delft Hydraulics and In this study, apply a two-dimensional depth-averaged model, taking an horizontal large eddy simulation(HLES). The bed morphology computed when using HLES, as well as the associated time-scale, is similar to what has been obseved in a field case. When using a mean-flow model with-out HELS, the bed morphology is less realistic and the morphological time-scale is much larger. This slow development is the result of neglecting(or averaging). the strong velocity fluctuations associated with the time-varying eddy formation.

본 연구의 목적은 수제설치로 변화되는 수제역 주변의 흐름을 3D 수치해석으로 분석하여 수제역의 흐름과 유사거동에 관한 환경적 효과(수중생물의 서식처 등)에 대한 기초자료를 제공하는데 있다. 비월류 수제군(non-submerged groynes)의 흐름 특성은 대체로 2차원류(주 수직와류 : mainly horizontal eddies)이고 와류는 수제의 말단에서 발생하여 유로를 따라 이동한다. 이러한 동적 움직임은 큰 격자와 큰 시간차 그리고 난류 모델링의 부적합성 즉 k-${\varepsilon}$ 모델을 이용한 수제 주변에서의 흐름패턴 모의 등은 그 해석이 매우 어려운 문제이다. 따라서 본 연구는 WL/Delft Hydraulics의 DELFT3D 소프트웨어 패키지의 한 부분인 DELFT-3D-MOR 프로그램을 이용하여 준 2차원 난류와 3차원 난류로 시뮬레이션을 실시하고 2차원 수심평균 모델을 적용하여 수평대와류모의(horizontal large eddy simulation, HLES)를 실시하였다. 그 결과 HLES를 이용하여 하상변화를 예측할 경우 실제 관측한 하상과 유사한 것으로 나타났다. 그러나 HLES를 이용하지 않은 평균 유속 모델을 사용하는 경우에 하상형태는 현실성이 떨어지고 하상형상학적 변화시간이 길어짐을 확인 할 수 있었다. 이러한 현상은 시간적으로 변화하는 와류(eddy)의 형상과 관련된 강력한 유속변화를 무시한 결과로 추정되었다.

Keywords

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