• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.35 no.6
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• pp.729-736
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• 2002

The computation of normal depth is one of the most important parts in the design of open channel flow, and the best section is in general the most economic section in the case of constructing artificial open channels. Thus the determination of the normal depth of the best section is the essential item in the design of most open channel flows. To estimate the frictional forces a power law is introduced, which is applicable to most situations in open channel flows. Explicit and consistent forms of equations are deduced for the calculation of normal depth of triangular, rectangular and trapezoidal best sections. Furthermore the equations of normal depth are found to have the same form as those of pipe diameter for the design of pipe flow.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.510-514
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• 2006

하수관은 평상시 개수로 흐름특성을 가지며, 설계강우를 초과하는 홍수사상이 발생하는 경우에만 만수되어 관로 흐름특성이 나타난다. 개수로 흐름은 Froude수에 의해 상류와 사류로 구분되며, 일반적으로 등류수로로 가정한 후 유출량 또는 수심 등 흐름 변위를 산정한다. 사류인 경우 하수관 출구부에서 등류수심이 발생한다고 가정하면 해석이 용이하지만 길이가 짧은 하수관에서 실험을 수행한 결과 등류조건을 조성하기가 용이하지 않았다. 따라서 등류수심이 발생한다는 가정 하에 개발된 기존 마찰계수 산정식의 보완이 필요하다. 완변이 부등류 해석법을 이용하여 부등류 마찰계수 산정식을 개발하고자 시도하였으며, 이를 등류 마찰계수 산정식의 결과와 비교하였다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.38 no.7 s.156
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• pp.527-535
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• 2005

The computation of normal depth is very important for the design of channel and the analysis of water flow. Drainage pipe generally has the shape of curvature like circular or U-type, which is different from artificial triangular or rectangular channel. In this case, the computation of normal depth or the derivation of equations is very difficult because the change of hydraulic radius and area versus depth is not simple. If the ratio of the area to the diameter, or the hydraulic radius to the diameter of pipe is expressed as the water depth to the diameter of pipe by power law, however, the process of computing normal depth becomes relatively simple, and explicit equations can be obtained. In the present study, developed are the explicit normal depth equations for circular and U-type pipes, and the normal depth equation associated with Hagen (Manning) equation and friction factor equation of smooth turbulent flow by power law is also proposed because of its wide usage in engineering design.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2005.05b
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• pp.351-356
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• 2005

출구부 수심을 결정하는 것은 개수로 흐름을 해석하는 데 매우 중요하면서도 쉽지 않은 일이다. 출구부 수심을 결정하기 위해서는 무엇보다도 정확한 관측이 선행되어야 한다. 그러나 종종 그 형상이 복잡하고 부정확한 관측결과를 가져오는 경우도 있다. 이 때문에 본연구진은 보다 더 효과적으로 마찰계수와 출구부 수심을 결정하는 방법을 제안하고자 한다. 출구부 수심은 그 흐름 특성에 따라 상류일 경우에는 임계수심, 사류일 경우에는 등류수심과 거의 일치하며 이를 통해 출구부 수심을 양해적으로 산정하는 방법을 제안한다. 이 양해식은 관측된 '정류수심'자료를 통해 개발 및 검증되었으며, 여기서 정류수심은 하수관의 출구부에서부터 대략 관경의 0.7배 정도 떨어진 지점을 중심으로 형성되는 수심을 가리킨다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 1996.05a
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• pp.87-92
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• 1996

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 1999.05a
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• pp.620-625
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• 1999

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.413-417
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• 2007

노면배수 시설의 설계를 위하여 부등류 해석을 기반으로 한 설계모형을 수립하고 등류 해석을 기반으로 한 설계결과와 비교하였다. 노면배수시설을 설계하기 위해서는 지속시간을 가정하여 설계강우를 결정하고 설계변수인 유출구 간격을 가정하여, 호우에 응답하여 발생하는 홍수의 도달시간이 가정된 지속시간과 유사할 때까지 계산을 반복하여 유출구 간격을 결정한다. 부등류 해석에 의한 수로 흐름 해석은 수로 양단에 유출구를 갖는 수로의 분수계의 위치를 결정하는 과정과 발생하는 최대수심이 허용수심을 초과하지 않도록 수로길이를 산정하는 과정을 포함하므로 등류 해석에 비해 계산과정이 복잡하게 된다. 가상의 노면배수 체계를 설정하고 다양한 수로경사에 대해 노면배수 설계모형을 적용한 결과, 등류해석의 경우 유출구 간격은 수로경사가 증가할수록 증가하였지만, 부등류 해석의 경우 수로경사가 증가할수록 감소하였다가 다시 증가하는 경향을 보였다. 수로경사가 작은 경우 등류 해석보다 부등류 해석을 기반으로 노면배수 시설을 설계하는 것이 합리적인 것으로 판단되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.645-649
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• 2008

노모그래프 또는 간략식을 이용하여 암거 설계를 하는 경우 암거 흐름이 자유수면을 가지는 개수로라면 정확한 흐름 해석을 할 수 없다. 특히 암거는 수리학적으로 짧기 때문에 암거 흐름에서 등류수심이 발생하지 않을 가능성이 높다. 이에 부등류(점변류) 해석을 이용하여 암거의 흐름 해석을 수행하도록 흐름 해석 모형을 개발하여 검증하고, 이를 기반으로 암거의 단면규격을 결정하는 설계모형을 개발하였다. 암거의 수리설계는 고려하고 있는 모든 단면에 대하여 흐름 해석을 수행하고, 산정된 상류수위(HWE)와 암거높이에 대한 상류수심의 비(H/D)가 허용치를 초과하지 않는 최적 단면을 설계 단면으로 결정한다.

• Journal of Korean Society of Water and Wastewater
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• v.21 no.3
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• pp.287-294
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• 2007

When we use the circular pipes for wastewater and storm water, we should be known the characteristics of the flow for accurate design. To elevate the design accuracy, we want to know the profile of flow. The roughness coefficient in the Manning equation is constant, but in actuality changed with the relative depth in circular pipe. This study was conducted to calculate the relative normal depth in changing the roughness coefficient (named relative roughness coefficient) with the relative depth in the analysis of gradually varied flow in the circular pipe by Newton-Raphson method. We performed the analysis of gradually varied flow using the relative normal depth and the relative roughness coefficient. We presented the 12 flow profiles with the relative depth and the relative roughness coefficient in circular pipe. The flow classification considering relative depth in circular pipe is available to analyse gradually varied flow profiles.

• Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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• v.6 no.1 s.20
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• pp.59-68
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• 2006

Flow separation of recirculation zone by increasing of flow and change of its direction at confluence results in backwater due to conveyance reduction. The hydraulic characteristics of flow separation are analysed by experimental results of flow ratios of tributary and main streams and approaching angles. The boundary of flow separation by dimensionless length and width is defined by the streamline of zero and this definition agrees well to the existing investigation. Because flow separation doesn't appear in small flow ratio and approaching angle of $30^{\circ}$, the equation of flow separation with flow ratio and approaching angle is provided. In flow separation consideration and comparing with previous results, the existing equations of dimensionless length and width ratios by function of approaching angle, flow ratio, and downstream Froude number are modified and also contraction coefficient and shape factor are analysed. Dimensionless length and width ratios are proportional to the flow ratio and approaching angle. In analysis of water surface profiles, the backwater effects are proportional to the flow ratio and approaching angle and the magnitude at outside wall is greater than that of inside wall of main stream. The length, $X_l$ from the beginning of confluence to downstream of uniform flow, where the depth is equal to uniform depth, is characterized by width of stream, flow ratio, approaching angle, and contraction coefficient. The ratios between maximum water depth by backwater and minimum depth at separation are analysed.