• Title/Summary/Keyword: 기초모형실험

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Basic study on the change in the flow patterns by considering shapes of city districts (시가지 형상에 따른 흐름 변화 기초 연구)

  • Rhee, Dong Sop;Seong, Hoje
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2020.06a
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    • pp.222-222
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    • 2020
  • 급격한 기후변화와 도시화, 산업화로 인해 도시지역의 홍수피해가 증가하고 있다. 기후변화로 인한 재해 중 45%가 극한 강우 또는 홍수로 인한 재해로 확인되었으며, 급속도로 확장되고 있는 도시화 추세로 인해 도시지역의 홍수피해가 더욱 심화되고 있다(UNISDR, 2016). 기후변화 및 도시화로 인한 도시지역의 홍수피해가 증가하면서 시가지 건물 배치 및 도로망과 같은 복잡한 지역특성이 침수에 주는 영향을 분석할 필요성이 점차 증가하고 있다. 도시지역에서 홍수가 발생할 경우 복잡한 도로망은 배수로 역할을 하며 건물의 밀집도와 배치는 골목길 등에서 침수심을 증가시켜 안전한 구역이 좁아지는 효과를 발생시키고 있다. 본 연구에서는 우선 복잡한 시가지를 특성화하여 분석 할 수 있도록 이상화된 시가지 모형을 설계하고 제작한 후 유량에 따른 흐름 특성 변화를 분석하였으며, 기초 실험 결과를 바탕으로 강우강도에 따른 유황 변화와 연계할 예정이다. 기초 실험 수행을 위하여 먼저 건물 배치 밀집도를 고려하여 주거구역을 불록화하여 직선형의 이상적인 도시지역의 시가지 모형을 설계한 후 실험 모형을 제작하였다. 하천 범람으로 인한 침수발생을 재현하기 위해 상류 도로망에서 유량이 유입되도록 제작하였으며, 유입조건에 따라 변화하는 시가지 내부 침수 흐름은 LSPIV 기법을 이용하여 분석하였다. 유입조건에 따른 시가지 내 침수 특성을 분석한 결과 지형적 경사 특성에 의해 시가지 내부에서 흐름이 가속되며, 모형의 사거리 구간에서는 흐름 유입 방향에 대해 횡방향으로 흐름이 합류하는 경우에는 합류 흐름이 유속이 더 높은 것으로 분석되었다. 따라서 합류 이후 유속이 증가하면서 피해 발생 가능성이 높은 것으로 나타났다.

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Investigation on the Penetration Resistance of Suction Bucket Foundation in Sand using Model Test (모형실험을 통한 모래지반에서 석션버켓기초의 관입저항력 평가)

  • Kim, Keunsoo;Kwon, Osoon;Oh, Myounghak;Jang, Insung
    • Journal of the Korean GEO-environmental Society
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    • v.15 no.6
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    • pp.75-83
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    • 2014
  • Suction bucket foundation is installed with the differential pressure created by pumping water out of bucket. Bucket foundation has usually been utilized in mooring anchor for offshore platform or floating oil and gas production facilities in the open sea. After suction bucket foundation successfully was applied as the foundation for offshore wind turbines in Europe, it recently attracts much attention in Korea, too. To estimate the penetration resistance of the suction bucket foundation is one of the important matters that should be considered during its installation. This study carried out a series of model tests to investigate the penetration resistance of suction bucket foundation. And the mobilized soil strength factor was reviewed through comparing the experimental results by two installation ways (e.g., push-in-load and suction) and the results calculated by the conventional equation.

Numerical Simulation for Bed Protection Design (바닥보호공 설계를 위한 수치모의)

  • Ha, Sung Won;Kim, Tae Won
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2016.05a
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    • pp.345-349
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    • 2016
  • 보본체와 물받이공을 보호하는 바닥보호공(bed protection)은 굴요성 구조(flexible structure)인 돌망태, 블록공, 사석 등으로 설치되어야 하며, 일반적으로 경제성과 시공성이 우수한 사석(riprap)이 많이 이용된다. 이때 사석의 안정성 확보를 위한 설계기준으로 국내의 경우 포설길이에 대해서만 제시하고 있으나, 외국의 경우 수심, 유속 등의 값을 기초로 사석의 크기, 포설두께, 포설길이를 산정할 수 있도록 상세하게 제시하고 있다. 이와 같은 실정으로 국내 하천 실무자들이 바닥보호공을 설계 할 때 하천설계기준을 바탕으로 블라이 공식 또는 국립건설시험소 공식을 적용하여 사석의 포설길이는 산정하지만 사석의 크기, 중량 등의 제원들은 외국 설계기준을 차용하여 산정하거나 생략하는 경우도 있다. 따라서 하천설계기준의 보완 및 최근 국내 주요하천에서 발생하는 바닥보호공 유실, 침하 등의 문제를 해결하기 위한 연구가 필요하다. 본 연구는 전산유체동역학(Computational Fluid Dynamics, CFD) 모형인 FLOW-3D 모형을 이용하여, 바닥보호공 주변 흐름에 대한 수치모의를 수행하였다. 이때 난류 모형은 LES (Large Eddy Simulation) 모형을 적용하였으며, 바닥보호공에 작용하는 비교적 작은 척도의 와(vortex)를 해상할 수 있도록 조밀한 격자를 부여하였다. 초기 수치모형 결과의 적정성은 수리실험 결과와 비교하여 판단하였으며, 수리실험을 잘 재현해내는 격자, 매개변수 등을 적용하여 보의 하류 수위 변화에 따른 유속, 난류강도 등에 대한 분석을 수행하였다. 본 연구 결과는 바닥보호공 설계를 위한 기초자료로 활용될 수 있으며, 향후 수리실험과 병행하여 국내 실정에 맞는 설계식 개발에 대한 연구가 필요한 것으로 보인다.

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Vibration-based Structural Health Monitoring for Foundation-Mound of Caisson-type Breakwater (케이슨식 방파제 기초마운드의 진동기반 건전성 모니터링)

  • Lee, So-Young;Kim, Jeong-Tae;Park, Woo-Sun;Kim, Hyung-Sub
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 2010.02a
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    • pp.79.1-79.1
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    • 2010
  • 본 연구에서는 케이슨식 방파제 구조물에 대하여 기초마운드의 잠재적인 손상 모니터링에 관한 연구를 수행하였다. 이를 위해 첫째, 케이슨식 방파제 기초마운드의 이상 상태 여부를 판단하기 위하여 진동응답 분석기법을 선정하였다. 둘째, 선정된 기법에 의한 손상 예측 가능성의 검증을 위하여 케이슨식 방파제의 구조모형을 제작하였다. 셋째, 모형케이슨에 대한 유한요소 모델 생생하여 기초마운드의 손상에 따른 진동응답을 분석하였다. 마지막으로, 모형케이슨에 대한 진동실험을 통하여 기초마운드의 손상 예측을 수행하였다.

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Construction of calibration models and calibrating experiment for efficient Held application of density log (밀도검층의 효과적인 현장 적용을 위한 모형 보정공 건설과 밀도 보정 기초연구)

  • Kim Ji-hoon;Kong Nam-young;Zhao Weijun;Kim Yeong-hwa
    • 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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    • 2005.09a
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    • pp.73-82
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    • 2005
  • We constructed a series of calibration models in the campus of Kangwon National University. A series of experiment for calibrating sonde response as well as casing effect in field measurement. Here we explained the process of construction of calibrating facility which consists of three model holes of different density and three model holes of different diameter. It was discussed the calibration equations obtained from its sonde response calibration test. A density correction chart for different separation of detector from hole wall was suggested, and verified the possibility of determining true density from measurements in cased hole.

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The Failure Standard to Estimate the Behavior and Bearing Capacity for Connected-type Foundation of Transmission Tower in Clay (점토지반에 근입된 송전철탑 연결형 기초의 거동 특성 및 지지력결정을 위한 파괴기준)

  • Kyung, Doo-Hyun;Lee, Jun-Hwan;Paik, Kyu-Ho;Kim, Dae-Hong
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.27 no.3
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    • pp.27-40
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    • 2011
  • In this study, we performed model lateral load test for connected-type foundations of transmission tower with bar in clay, and proposed failure standard and measuring method to estimate ultimate lateral bearing capacity. For this study, we performed model lateral load tests in Iksan, Jeollabukdo and analyzed load-displacement characteristic of the model. We manufactured model foundation of transmission tower connected with bar and that considered a change of rigidity. We installed various measuring sensors to find general foundation behavior. From the test results, we measured, compared and analyzed load capacities, and then proposed failure standard to estimate bearing capacity for connecting type foundation.

Evaluation of Bearing Capacity of Piled Raft Foundation on OC Clay Using Centrifuge and Numerical Modeling (원심모형 실험과 수치해석을 이용한 과압밀 지반에서의 말뚝지지 전면기초의 지지력 평가)

  • Park, Jin-Oh;Chao, Yun-Wook;Kim, Dong-Sao
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.25 no.7
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    • pp.23-33
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    • 2009
  • In this study the characteristics of piled raft was investigated by using both centrifuge and numerical modeling. The ultimate bearing capacities of single pile, unpiled raft, freestanding pile group and piled raft were compared in order to investigate load sharing of each element : pile and raft. The comparison determined parameters to simply evaluate the ultimate bearing capacity of piled raft. Centrifuge test results were simulated by numerical simulation to verify the parameters.

Numerical Analysis of the Depression Effect of Hybrid Breaker on the Run Up Height due to Tsunami based on the Modified Leading Depression N (LDN) Wave Generation Technique (Leading Depression N (LDN) Wave 조파기법에 기초한 Hybrid Breaker의 지진해일 처오름 저감효과 수치해석)

  • Cho, Yong Jun;Na, Dong Gyu
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.27 no.1
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    • pp.38-49
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    • 2015
  • Past study of tsunami heavily relied on the numerical modelling using 2D Boussinesq Eq. and Solitary wave. Lately, based on the fact that numerically simulated run up heights based on solitary wave are somewhat smaller than the measured one, Leading Depression N (LDN) Wave has been elaborated, which can account the advancement of a shore line before tsunami strikes a shore. Thereafter it is reported that more accurate simulation can be possible once LDN is deployed. On the other hand, there were numerous reports indicating that stable LDN wave can't be sustained in the hydraulic model test. These conflicts between the hydraulic model tests and numerical results have their roots on the assumption made in the derivation of Boussinesq type wave model such as that wave nonlinearity is equally balanced with wave dispersiveness. Hence, in the numerical simulation based on the Boussinesq type wave model, wave dispersiveness is inevitably underestimated, especially in deep water. Based on this rationale, we developed the modified methodology for the generation of stable LDN wave in the 3D numerical wave flume, and proceeded to numerically analyze the depression effect of Hybrid Breaker on the run up height due to tsunami using the Navier Stoke Equation. The verification of newly proposed wave model in this study was carried out using the run up height from the hydraulic model test. It was shown that Hybrid Breaker consisting of three water chamber and slope at its front can reduce 13% of run up height for H = 5m, and 10% of run up height for H = 6m.

Stability Evaluation Along Interface Loss of a Foundation and the Ground (기초와 지반의 접촉면 손실에 따른 지지력 안정성 평가)

  • Kim, Sang-Hwan;Ji, Tal-Oh
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.14 no.3
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    • pp.178-185
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    • 2010
  • This paper presents the evaluation of foundation stability according to decrease of the foundation contact area on the ground. In order to carry out this research, the experimental and numerical studies are performed. In the experimental study, the carefully controled laboratory model tests are carried out with different foundation size and types. The model test results are analyzed and interpreted by analytical and numerical calculation in order to verify both results obtained from experimental and numerical studies. It is clearly found from the results that the foundation stability is considerably reduced when the foundation contact area ratio is less than 75%. This research may be very useful to develop the economical foundation type.

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

  • Yeo, Hong-Koo;Kang, Joon-Gu;Kim, Sung-Jung
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2007.05a
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    • pp.1229-1233
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    • 2007
  • 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.

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