• Title/Summary/Keyword: 무차원

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Analysis of geomorphic changes and adjustment processes of alluvial rivers by low head weir (하도구조물에 의한 하도의 변화 및 적응과정 분석)

  • Jang, Chang-Lae;Kim, Gi Jung
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.9-13
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    • 2017
  • 본 연구에서는 실내실험을 통하여 보의 경사변화에 따른 흐름특성과 보 상류에서 유사의 퇴적과정을 정량적으로 분석하고, 보 하류에서 세굴 및 지형변화 과정을 분석하였다. 보의 설치각도가 커질수록 보에 의항 굴절되는 유선의 각도가 증가하며, 하류에서 수충부가 형성되고 사수역의 크기가 증가한다. 즉, 보의 길이 대 수로 폭의 비로 정의되는 무차원 수로폭이 증가할수록 무차원 유효길이는 감소하였다. 보 상류에서는 보에 의하여 형성된 배수의 영향이 끝나는 지점에서 delta가 형성되며, 보 하류에서는 흐름이 집중되어 보 직하류 하상은 세굴되고 반대쪽에서는 이동성이 없는 교호사주가 형성되었다. 또한 충부에서는 깊게 세굴되었으며, 보의 설치 각도가 커질수록 수충부가 집중되면서 깊게 세굴되고, 세굴범위는 좁게 나타났다. 무차원 하상고가 증가할수록 유속과 delta의 이동속도의 비인 무차원 속도는 감소하며, 무차원 보의 길이가 증가함에 따라, 무차원 사주의 파장이 감소하였다. 무차원 보의 길이가 증가함에 따라 보에 의하여 굴절되는 흐름의 각이 크므로, 흐름이 집중되어 하상이 깊게 세굴되고 무차원 사주의 파고가 증가하였다.

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A Study of Seepage Analysis Using Design Dimensionless Flood Wave (무차원 홍수파형을 이용한 침투해석 연구)

  • Cho, Chang-Dae;Cho, Jung-Suk;Kim, Gyeong-Hoon;Yoon, Jong-Su;Lee, Jae-Woon;Lee, Jae-Kwan
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2011.05a
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    • pp.435-439
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    • 2011
  • 최근 홍수로 제체누수 및 지반누수에 의해 제방이 피해를 입는 사례가 증가하였다. 특히 2000년대부터 Piping 현상으로 제방이 붕괴되는 일들이 다수 발생하고 있어 기존 제방의 안정성 검토와 신설 제방 설계의 필요성이 제기되고 있다. 우리나라의 제방 침투해석은 2차원 비정상 침투해석을 하고 있으나 이 경우 외력 조건으로 외수위에 대한 하천의 홍수파형이 필요하다. 본 연구에서는 설계 홍수파형 유도를 위하여 금호강 상류지점인 금호 수위관측소에서 설계 홍수위 및 시간별 홍수위 등을 조사하여 과거 홍수사상의 시간별 수위곡선을 분석하였다. 수위곡선은 Huff의 4분위법에 따라 무차원화 시키기 위하여 각 홍수위의 누가지속시간과 누가 홍수위를 구하고 Weibull분포의 도시위치 공식을 적용하여 10~90% 무차원 누가곡선을 도시하였다. 일반적으로 통계 해석상 중앙값을 나타내는 50% 무차원 누가곡선을 사용하기 때문에 본 연구에서도 50% 무차원 누가곡선을 사용하여 무차원 설계 홍수파형을 유도하였다. 새로이 유도한 무차원 설계 홍수파형을 외력 조건으로 하고, 금호강 유역의 인근 제방을 모형으로 하여 SEEP/W 프로그램으로 2차원 침투해석을 실시함으로써 그동안 외수위를 계획 제방고까지 인위적으로 연장시켜 사용하는 문제점을 해결하고 우리나라의 실정에 맞는 설계 홍수파형을 유도하여 하천제방 설계 및 기존 제방의 안정성 검토에 활용될 수 있는 연구를 수행하고자 한다.

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Non-Dimensional Analysis on the Ice-on-coil as a Static Ice Making Type (정적제빙형인 관외 제빙에 관한 무차원 정리)

  • Yu, Jik-Su;Kim, Myoung-Jun;Kim, Sung-Yong;Jang, Hyeon
    • Proceedings of the Korean Society of Marine Engineers Conference
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    • 2011.06a
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    • pp.322-322
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    • 2011
  • 본 연구는 동관의 관외착빙형 특성을 조사하기 위한 기초적인 연구로써, 실험의 파라메터와 범위는 브라인의 온도는 -10[$^{\circ}C$], -8[$^{\circ}C$], -6[$^{\circ}C$], 브라인의 유속은1.0[m/s], 1.4[m/s], 1.8[m/s] 그리고물의 초기온도는6[$^{\circ}C$], 9[$^{\circ}C$], 12[$^{\circ}C$] 등으로 설정하였다. 본 논문에서는 무차원 얼음 두께와 무차원 동결 시간의 관계에 대하여 실험적으로 정리 하였다. 브라인온도, 물의 온도, 브라인 유속, 물의 초기온도, 동관의 직경사이즈에 대한 무차원 상관 방정식은 다음과 같이 얻어진다. r+3 = $0.063{\bullet}(t+)+0.206$ [적용범위: R+T+=2.1~4.7].

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Experimental Analysis of Flow Characteristics and Bed Changes Over Oblique Weirs (위어 설치각도에 따른 흐름특성 및 하도 변화의 실험적 분석)

  • Jang, Chang-Lae;Kim, Gi Jung
    • Ecology and Resilient Infrastructure
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    • v.4 no.4
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    • pp.245-254
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    • 2017
  • In this study, the flow characteristics and bed changes in the upstream and downstream of weirs with the variation of the weir angels are investigated quantitatively through the laboratory experiments. As the angle of weir increases, the effective weir length decreases. Delta is developed by the sediments inflow upstream and migrates downstream. Delta migration speed decreases as it approaches to the weir upstream, and the size is getting big. As the dimensionless weir length increases, the dimensionless wave length decreases at the downstream of the weir. However, the dimensionless bar height decreases. The dimensionless wavelength increases with the bar height downstream from the weir.

An Analysis of the Temporal Pattern according to Hydrologic Characteristics of Rainfall in Urban Area (도시지역에서 강우의 수문학적 특성에 따른 시간분포 분석)

  • Lee, Jung-Sik;Shin, Chang-Dong;Kim, Young-Wook
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2006.05a
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    • pp.1830-1834
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    • 2006
  • 본 연구에서는 강우의 수문학적 특성을 고려하여 도시지역에서의 시간분포를 분석하고, Huff의 무차원 누가곡선 및 Yen과 Chow의 무차원 특성변수를 제시하였으며, 강우의 수문학적 특성은 지속기간, 강우의 발생원인(장마, 태풍, 집중호우, 전선형 강우), 강우강도 등으로 분류하였다. 본 연구의 수행으로 인해 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 국내 도시지역의 단시간 강우의 최대강우강도는 전방위구간에서 발생할 확률이 가장 높게 나타났으며, 둘째, 강우발생원인별 분류에서도 전반적으로 전방위구간에서, 태풍의 경우에는 후방위구간에서 최대강우강도가 발생하였다. 셋째, 평균강우강도이하의 경호우와 평균강우강도이상의 중 호우에서는 전방위구간에서 최대강우강도가 발생하였다. 넷째, 전기간 강우자료를 이용한 기존 연구들의 무차원 누가곡선 및 특성변수와의 비교를 실시하여, 수문학적 특성에 따라 무차원 누가곡선의 위치 및 특성변수의 값에서 차이가 발생한다는 것을 알 수 있었다.

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Non-Dimensional Analysis of a Two-Dimensional Beam Using Linear Stiffness Matrix in Absolute Nodal Coordinate Formulation (절대절점좌표계에서 선형 강성행렬을 활용한 2차원 보의 무차원 해석)

  • Kim, Kun Woo;Lee, Jae Wook;Jang, Jin Seok;Oh, Joo Young;Kang, Ji Heon;Kim, Hyung Ryul;Yoo, Wan Suk
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.41 no.1
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    • pp.31-40
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    • 2017
  • Absolute nodal coordinate formulation was developed in the mid-1990s, and is used in the flexible dynamic analysis. In the process of deriving the equation of motion, if the order of polynomial referring to the displacement field increases, then the degrees of freedom increase, as well as the analysis time increases. Therefore, in this study, the primary objective was to reduce the analysis time by transforming the dimensional equation of motion to a non-dimensional equation of motion. After the shape function was rearranged to be non-dimensional and the nodal coordinate was rearranged to be in length dimension, the non-dimensional mass matrix, stiffness matrix, and conservative force was derived from the non-dimensional variables. The verification and efficiency of this non-dimensional equation of motion was performed using two examples; cantilever beam which has the exact solution about static deflection and flexible pendulum.

Experimental Study on the Sediment Sorting Processes of the Bed Surface by Geomorphic Changes in the Alluvial Channels with Mixed Grain Size (실내실험에 의한 혼합사로 구성된 하상 표층에서 지형변동에 따른 유사의 분급 특성 분석)

  • Jang, Chang-Lae
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.47 no.12
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    • pp.1213-1225
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    • 2014
  • The development of bars and sediment sorting processes in the braided channels with the mixed grain sizes are investigated experimentally in this study. The sediment in the steep slope channels discharges with highly fluctuation. However, it discharges with relatively periodic cycles in the mild slope channels. The characteristics and amplitudes of the dominant bars are examined by double fourier analysis. The dimensionless sediment particle size decreases as the longitudinal bed elevation increases. However, the size increases as the longitudinal bed elevation decreases. As the dimensionless critical tractive force in the surface layer ratio to the force in the subsurface layer increases, the surface geometric mean size of sediments and the dimensionless sediment particle size decrease. This means that coarse matrix is formed with the dimensionless tractive force by the sediment selective sorting.

Free Vibrations and Buckling Loads of Stepped Columns (Step 기둥의 자유진동 및 좌굴하중)

  • ;Oh, Sang Jin
    • Magazine of the Korean Society of Agricultural Engineers
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    • v.38 no.6
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    • pp.42-50
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    • 1996
  • 이 논문은 step기둥의 자유진동 및 좌굴하중에 관한 연구이다. 축하중을 받는 변단면 기둥의 자유진동을 지배하는 편미분방정식을 이용하여 축하중을 받는 step기둥의 자유진동을 지배하는 상미분방정식을 유도하였다. 또한 이 자유진동을 지배하는 미분방정식을 이용하여 step기둥의 좌굴하중을 지배하는 상미분방정식을 유도하였다. 유도된 미분방정식들을 Heun방법과 Regula-Falsi방법을 이용하여 고유진동수 및 좌굴하중을 산출할 수 있는 수치해석방법을 개발하였다. 실제 수치해석 예에서는 2개의 step구간을 갖는 회전-회전, 회전-고정, 고정-고정 기둥에 대한 무차원 고유진동수화 무차원변수들과의 관계 및 무차원 좌굴하중과 무차원 변수들과의 관계를 그림에 나타내었다.

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Natural Convection from a Horizontal Cylinder with Two Long Vertical Axial Fins (두 수직 평판핀을 가진 수평원통으로부터의 자연대류)

  • 권순석
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.8 no.3
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    • pp.241-249
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    • 1984
  • 두 개의 긴 수직평판핀을 가진 등온수평원통으로 부터의 자연대류 열전달을 2차원 유한차분법에 의한 수치해석으로 연구하였다. 축방향의 두 수직평판핀을 가진 수평원통으로 부터의 열전달은 Ra=$10^{6}$, Pr=5 및 무차원 $K_{f}$t/KD=0.5인 경우에 보통 원통에서의 열전도보다 5.32% 증가되었다. Ra와 Pr가 증가하면 국소핀 누셀트수는 증가하고 무차원핀 온도는 감소된다. 그 러나 무차원핀 변수가 증가하면 국소핀 누셀트수와 무차원핀 온도분포는 증가된다. 최대국소핀 누셀트수는 Ra=$10^{6}$인 경우에 상향핀과 하향핀의 (r-r$_{0}$)=0.1-0.2에서 존재한다. 수 직핀을 가진 원통주위에서 부력 유도된 유동은 보통 원통에서 보다 더욱 활발하였다. 따라서 Ra=$10^{6}$ , Pr=5인 경우에 핀 근방에서의 무차원 무차원반경 방향 속도는 보통원통의 경 우보다 큰 값을 가진다.다.다.

Analysis of Flow Characteristics and Bed changes with Oblique Weir Installation Angle Using Numerical Simulation (수치모의를 이용한 경사형보 설치각도 변화에 따른 흐름특성 및 하도변화 분석)

  • Kim, Gi Jung;Jang, Chang-Lae;Lee, Wonho
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2018.05a
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    • pp.65-70
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    • 2018
  • 본 연구에서는 2차원 수치모형을 통해 보의 설치 각도 변화에 대한 보 상하류에서 흐름특성 변화와 하도 변화를 정량적으로 분석하였다. 수치모의 결과, 흐름은 경사형보를 월류하면서 경사진 방향으로 굴절되었으며, 보의 설치 각도가 증가할수록 흐름의 굴절 각도가 증가하는 경향을 보였다. 또한 보의 설치 각도가 증가할수록 무차원유속은 감소하였다. 보의 보 상류에서는 보의 의해 형성된 배수의 영향이 끝나는 지점에서 유사가 퇴적되어 델타가 발달하였다. 델타는 흐름방향을 따라 하류로 이동하였다. 이동속도는 보에 가까워질수록 감소하며, 크기는 증가하였다. 보 하류에서는 무차원 보의 길이가 증가함에 따라, 무차원 사주의 파장이 감소하고, 무차원 사주의 파고는 증가하였다.

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