• Title/Summary/Keyword: 동수역학

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Inland Flooding & River Inundation Analysis by 2D hydrodynamic model (2차원 동수역학모형을 이용한 내수, 외수 침수해석)

  • Jang, Hyun Ju;Song, Chang Geun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2016.05a
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    • pp.343-343
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    • 2016
  • 기후변화에 따라 우리나라는 연안에 근접한 도시들에서 반복적으로 침수에 의한 재산 및 인명 피해가 나타나고 있다. 이러한 침수에는 크게 3가지 요인이 존재한다. 첫 번째는, 높은 강도의 폭우가 발생하고 증가와 펌프, 우수관 등의 불량으로 인하여 물이 하천으로 배수되지 못하는 내수침수이다. 두 번째는, 설계빈도를 넘는 수위가 발생하여 제방의 부실 등으로 하천이 월류하게 되는 외수범람이 있다. 마지막으로는 해수위가 상승하여 발생하는 해수침수이다. 본 연구에서는 내수침수와 외수범람에 의한 복합적인 침수해석을 하고자 한다. 기존의 연구에서는 각각의 범람요인들에 대해 독립적인 해석으로 개별적인 침수예상도가 산출되었다. 이렇게 개별 선정한 결과를 선형합으로 중첩하는 방법론의 오류 및 부적합성을 검토하고자 한다. HDM-2D(Song. 2011) 모델을 이용하여 내수침수와 외수범람을 복합적으로 모의하고 그 영향을 고려하고자 한다. ERG (Exponentially Growth Rate) 기법에 의한 생성/소멸 기작은 내수침수 해석 모듈에 적용되고 ERG항의 생성도를 범위를 변화시켜서 침수에 대한 민감도를 분석한다. 이를 통해 도시에서의 표고와 수위를 비교하여 침수지역과 비침수지역을 구분하여 침수구역 산정의 정확성을 향상시킨다. 차후에는 내수침수와 외수범람의 개별적인 모의를 통하여 개별 산정한 침수해석값과 복합요인에 의한 침수해석값을 비교하고자 한다.

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Hydrodynamic Behavior Analysis of Flow over Ogee-Spillway by Using CFD Model (CFD 모형을 이용한 여수로 월류흐름의 동수역학적 거동 해석)

  • Kim, Dae Geun;Park, Jae Hyun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2004.05b
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    • pp.453-457
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    • 2004
  • 본 연구에서는 WES의 표준 월류형 여수로에 대한 동수역학적인 흐름거동을 FLOW-3D 모형을 이용하여 해석하였다. 월류수두에 따른 월류유량, 월류흐름의 수면곡선, 여수로 표면에서의 압력분포와 같은 모의결과는 WES의 실험자료와 잘 일치하였다. 그리고 월류수두가 여수로 설계수두의 1.33배인 경우의 유속과 압력의 연직분포를 검토하였다. 검토결과, 웨어마루를 통과하면서 저층의 유속이 먼저 가속되며 점차 하류로 이동하면서 수표면의 유속이 가속되어 거의 균일한 유속분포를 보였으며, 압력의 연직분포는 웨어마루 상류에서는 수표면에서 내기압을 보이고 점차 수심이 길어짐에 따라 정수압분포와 유사한 분포를 보이나, 여수로 표면에 접근함에 따라 급격하게 압력이 감소하면서 부압이 발생하였다. 웨어마루 하류에서는 여수로 표면에서의 압력이 점차 대기압으로 접근함에 따라, 거의 전 수심에 걸쳐 대기압과 유사한 분포를 보였다.

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Estimation for Changing of Hydraulic States Caused by Gate Expansion in Asan Bay (아산만 배수갑문 확장사업에 따른 아산만 해역의 수리특성 변화 검토)

  • Park, Byong-Jun;Song, Hyun-Ku;Song, Tae-Kwan;Jang, Eun-Chul
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 2008.03b
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    • pp.337-340
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    • 2008
  • The gate expansion was planed to increase discharge capacity of gate structure at sea dike in Asan Bay. So it was estimated for changing of hydraulic states in Pyeongteak Harbor Zone caused by gate expansion, by 2D and 3D CFD Module. In result, influence of gate expansion was less than tidal current and discharge ratio between old gate and new gate was 4:6.

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Development of Hydrodynamic Model on the Downstream of Han River by Using Geographical Information System (GIS와 연계한 한강 하류부에서의 동수역학적 수치모형의 개발)

  • Han, Geon-Yeon;Lee, Eul-Rae;Park, Jae-Hong
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.34 no.2
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    • pp.107-118
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    • 2001
  • This study was to develop a tow-dimensional model system for the hydrodynamic analysis and to apply the system on the downstream of Han River. it is performed to design a GIS-based hydrodynamic system for the scientific shallow water profile analysis, and to compare hydrodraulic modeling is the Petrov-Galerkin's finite element method for flow prediction model. This study was to construct a GIS-based river flow system, and it is useful for supporting user's decision making for the on-line status through various analysis. We expect that the results from this study can be used as one of the guidelines for river analysis and management system in order rivers, reservoirs, and estuaries.

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1D Numerical Simulation of Geyser Phenomenon in Storm Drainage using Modified Preissmann Slot Model (Modified Preissmann Slot 모형을 이용한 지하방수로의 Geyser 발생 1차원 수치모의)

  • Choi, Seo Hye;Chegal, Sun Dong;Lee, SeungOh
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2015.05a
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    • pp.174-174
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    • 2015
  • 국내의 국지성 집중호우와 같은 기후변화와 토지피복율 증가 등 복합적인 원인으로 인한 표면 유출수의 증가로 도시에서의 내수침수가 매년 빈번하게 발생하고 있다. 이러한 도심지 돌발홍수로 인한 피해에 대한 구조적인 대책으로 지하방수로가 효과적인 방안으로 대두되고 있으며, 현재 신월빗물저류배수시설이 설계단계에 있다. 그러나 미국, 일본 등의 국외의 기설치된 지하방수로에서 발생되는 Geyser 현상으로 인한 피해에 대한 연구는 국외에 비해 미비한 편이므로, 선행적으로 Geyser에 대한 물리기반의 동수역학적인 이해가 필요한 실정이다. Geyser는 홍수 시 급격한 유량의 유입으로 단파가 발생하여 지하방수로 내 공기의 압축이 발생하고 수직관을 통해 공기가 물과 함께 지상으로 분출되면서 발생된다. 따라서 공기와 물의 혼합 유동을 모의해야 하며 동시에 단파의 불연속성을 모의하기 위해서는 기존의 상용프로그램으로는 다소 어려움이 있다. 이에 본 연구에서는 지하방수로의 Geyser 현상의 발생 예측을 위해 1차원 Saint-Venant 방정식을 지배방정식으로 선정하였으며, 단파 발생을 수치적으로 안정적으로 모의하기 위해 Roe Approximate Riemann 수치기법을 사용하였다. 또한 공기의 압력항을 고려하기 위해서 수정된 형태의 Preissmann slot 모형을 적용하였다. Geyser 현상의 영향인자로서 지하방수로 수평관의 직경, 마찰계수, 바닥경사, 초기수위, 유입유량을 고려하였으며 상류에서 유입되는 유량에 의한 하류에서의 동수역학적 거동을 분석하였다. 5개의 영향인자의 변화에 따른 단파의 유입속도 및 공기부 압력의 변화를 관찰하여 Geyser 현상에 대한 동수역학적 검토를 수행하였다. 추후 본 연구결과를 적절히 활용한다면 지하방수로의 사용 안정성을 확보하고, 홍수발생 시 모니터링 인자도출에 도움이 될 것으로 예상된다.

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Suggestion of Synthetic Unit Hydrograph Method Considering Hydrodynamic Characteristic on the Basin (유역의 동수역학적 특성을 고려한 합성단위도 기법의 제시)

  • Kim, Joo Cheol;Choi, Yong Joon;Jeong, Dong Kug
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.31 no.1B
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    • pp.47-55
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    • 2011
  • This study suggests new synthetic unit hydrograph method considering hydrodynamic characteristic on the basin. The suggested method based on width function GIUH, and the procedure is summarized as follows; 1) Draw up a travel distance distribution map (width function) which is raster of length between from center of individual cells to the outlet by GIS. 2) Calculation of travel time distribution map (rescaled width function) by hydrodynamic parameters and travel distance distribution map. 3) Derivation of IUH and Duration UH from rescaled width function. 4) Comparison of shape of UH between suggested method and existing synthetic unit hydrograph methods. The target basins are selected Ipyeong and Tanbu subwatershed in the Bocheong Basin. The target basins are similar scale (watershed area), but different drainage structure (drainage density et al.). Therefore we anticipate that there are different hydrologic response functions because different hydrodynamic characteristics. As a result of derivation of UH, existing synthetic unit hydrograph methods are similar shape of UHs about Ipyeong and Tanbu watersheds, but the suggested method is different shape of ones. As a result of application to observed data, the peak discharge by suggested method is similar to existing synthetic unit hydrograph methods, but the peak time is well correspondence between those. Henceforth, if the suggested method combines with the rational velocity estimation method, it is useful method for synthetic of UH in ungauged watershed.

Changes of Drainage Paths Length and Characteristic Velocities in Accordance with Spatial Resolutions (공간해상도에 따른 배수경로길이 및 특성유속의 변화)

  • Choi, Yong-Joon;Kim, Joo-Cheol
    • Journal of Korean Society for Geospatial Information Science
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    • v.19 no.3
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    • pp.107-114
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    • 2011
  • In this study, when interpreting leakage using the concept of geographical dispersion based on grid, to choose an appropriate spatial resolution, the statistical characteristics of drainage path length and the pattern of change of hydrodynamic parameters have been observed. Drainage path length has been calculated using an 8-direction algorithm from digital elevation model, from which the hydrodynamic parameters of the watershed were estimated. The scales of topographical map for this analysis are 1:5,000 and 1:25,000, appling grid sizes 5, 10, 15, 20 m and 20, 30, 50, 100, 150, 200 m, respectively. As results of this analysis, depending on the scale of stream networks, the statistical characteristics of drainage path length by spatial resolution and hydrodynamic parameters of the watershed have been changed. Based on the above results, when interpreting leakage using the concept of the geographical dispersion based on grid, in the case of 1:5,000 scale topographical map, a spatial resolution of 5 m will be better showing geographical and hydrodynamic characteristics to apply to the well developed stream network in basins, spatial resolution of 5~20 m to the less developed stream network in basins. And in the case of 1:25,000 scale topographical map, spatial resolution below 50 m is more desirable to show above two characteristics to apply to both cases.

Inundation Accident Analysis Using Hydrodynamic Model and Consideration of Disaster Roots Using Cause and Effect Diagram (동수역학 모형을 이용한 침수사고 분석 및 특성요인도를 활용한 재해 원인 고찰)

  • Yoo, Dong-Hyun;Song, Chang Geun
    • Journal of Convergence for Information Technology
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    • v.10 no.10
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    • pp.128-134
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    • 2020
  • Recently, the damages by typhoons and heavy rains are increasing due to the climate change. However, we are still vulnerable to inundation disaster due to various causes such as poor physical flood control and lacks of disaster and safety management. Therefore, it is necessary to establish systems to ensure safety and prepare practical countermeasures that can minimize damage when an inundation occurs, thereby minimizing economic loss and casualty. In this study, hydrodynamic inundation modelings were implemented to analyze the "Noryangjin reservoir inundation accident" and "Choryang No. 1 underground road inundation accident." and spatial risk was assessed by a quantitative hazard index. In addition, cause and effect diagrams were provided to present the risk causes in terms of physical and managemental aspects.